软件I2C的两个通信引脚是可以任意更改的，软件I2C的引脚就是普通的开漏输出模式，硬件接在哪个引脚上，程序中就对应操作哪个引脚即可，但是硬件I2C，通信引脚是不可以任意指定的，我们需要查询以上引脚定义表，来进行引脚的规划，如果使用硬件的I2C1，就需要接在PB6和PB7，I2C1可以重映射，还可以更换为PB8和PB9。I2C2引脚为PB10和PB11，但没有重映射的引脚，所以I2C2只能选择PB10和PB11.

我们使用硬件I2C来读写MPU6050的应用层，也就数主函数和程序现象和上一次的软件I2C是一样的。软件I2C和硬件I2C的区别就在通信的底层，之前都是程序手动翻转引脚，现在有了硬件，这些底层的东西，就可以交给硬件来完成。

我们把MPU6050.c文件中用到软件I2C的模块先注释掉，方便等一下参考，把这些软件I2C的代码都转换成硬件I2C实现就好了。

由于我们只替换最底层的通信层，所以后面的基于通信层的芯片配置和读取数据的逻辑都不需要更改。

第一步：配置I2C外设，对I2C2外设进行初始化，来替换MyI2C_Init()

第二步：控制外设电路，实现指定地址写的时序，来替换MPU6050_WriteReg()

第三步：控制外设电路，实现指定地址读的时序，来替换MPU6050_ReadReg()

配置I2C外设参考以上两张硬件电路的框图

实现读写时序，参考上面这两张主机发送和主机接受的流程图

实现配置I2C外设并不难，第一步开启I2C外设和对应的GPIO口的时钟，第二步，把I2C外设对应的GPIO口初始化为复用开漏模式，第三步使用结构体对整个I2C进行配置，第四步，I2C_Cmd使能I2C。我们先来看一下I2C的库函数：

void I2C_DeInit(I2C_TypeDef* I2Cx);//缺省配置
void I2C_Init(I2C_TypeDef* I2Cx, I2C_InitTypeDef* I2C_InitStruct);//初始化
void I2C_StructInit(I2C_InitTypeDef* I2C_InitStruct);//结构体赋默认值
void I2C_Cmd(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);//使能

void I2C_GenerateSTART(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);//生成起始条件
void I2C_GenerateSTOP(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);//生成终止条件

这两个函数就是操作CR1的Start位和Stop位，分别能生成主模式和从模式下的起始条件和终止条件

void I2C_AcknowledgeConfig(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);//配置CR1的Ack位，就是STM32作为主机在收到一个字节是给从机应答还是非应答，0无应答返回，1返回一个应答

void I2C_SendData(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Data);//就是把Data直接写入到DR寄存器中，DR用于存放接收到的数据或放置用于发送到总线的数据。在发送模式下，当写入一个字节至DR寄存器中，自动启动数据传输，一旦传输开始（Tx = 1），如果能及时，把下一个需传输的数据写入DR寄存器，I2C模块将保持连续的数据流。

uint8_t I2C_ReceiveData(I2C_TypeDef* I2Cx);//这个函数就是读取DR的数据，作为返回值。DR在接收器模式下，接收到的字节被拷贝到DR寄存器（RxNE = 1）。在接收到下一个字节（RxNE = 1）之前读出数据寄存器，即可实现连续的数据传送。

void I2C_Send7bitAddress(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Address, uint8_t I2C_Direction);//发送7位地址的专用函数，Address参数也是通过DR发送的，只不过在发送之前帮我们设置了Address最低的读写位，也可以调用之前的SendData来发送地址

如上硬件时序图中的几个EV事件，STM32有时候可能同时置多个标志位，如果只检查某一个标志位，就认为这个状态已经发生了会不太严谨，而如果用GetFlagStatus函数读多次，再进行判断又比较麻烦，所以这里库函数给了我们多种监控标志位的方案。

其中第一种：基本状态监控

使用I2C_CheckEvent函数，这种方式是同时判断一个或多个标志位，来确定EV事件的几个状态是否发生，

第二种：高级状态监控

使用I2C_GetLastEvent函数，直接把SR1和SR2两个状态寄存器拼接成32位的数据返回。

第三种：基于状态位的状态监控

使用I2C_GetFlagStatus函数，就是我们一直使用的方法，可以判断某一个标志位是否置1了。

FlagStatus I2C_GetFlagStatus(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_FLAG);

void I2C_ClearFlag(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_FLAG);
ITStatus I2C_GetITStatus(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_IT);
void I2C_ClearITPendingBit(I2C_TypeDef* I2Cx, uint32_t I2C_IT);

比较常用的获取状态寄存器标志位、中断标志位，及清除其标志位。

到此库函数都看完了，接下来开始写硬件I2C的代码，首先是要对硬件I2C进行初始化

RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);//注意I2C1和I2C2都是APB1的外设
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;//复用开漏模式,复用就是GPIO的控制权交给硬件外设
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11 | GPIO_Pin_10;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 50000;//标准速度100KHz，最高400KHz
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;//时钟占空比参数，只有在时钟频率大于100KHz也就是进入快速状态时才有用
//否则就是固定的1:1，就是高电平时间比低电平时间约为1:1
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;//应答位配置，用于确定在接收一个字节后是否给从机应答
//之后需要更改的话，可以在使用另一个单独的函数修改
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;//指定STM32作为从机可以响应几位的地址，可以选10或7位地址
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = 0x00;//自身地址1，也是STM32作为从机使用的，前面选几位这里填几位
I2C_Init(I2C2, &I2C_InitStructure);

I2C_Cmd(I2C2, ENABLE);

这是100kHz时钟频率的I2C波形图，我们可以注意到波形图中，下降沿很迅速，是一个比较垂直的形态，而上升沿因为是弱上拉电阻，所以回弹上升沿的过程会比较缓慢，而这个现象在更高频率的时钟状态下更为明显。下面是101kHz的波形

101kHz和100kHz差不多，但是101kHz已经进入了快速状态了，这是I2C会对SCL占空比进行调节，低电平比高电平由原来的1:1变为2:1，增大了低电平时间占整个周期的比例，为什么要增大低电平的比例，因为低电平数据变化，高电平数据读取，数据变化需要一定时间来翻转波形，尤其是数据的上升沿，变化比较慢，所以在快速传输的状态下，要给低电平多分配一些资源，不然低电平数据变化来不及，高电平数据读取也没用

这是400kHz频率下的波形，可以发现这时的波形已经十分明显了，SCl还没完全回弹到高电平，马上就被低电平拉下去了，在快速传输过程中，这个回弹高电平的延时就限制了I2C总线的最大传输速度。

接下来我们来替换写寄存器的内容，也就是指定写一个字节的时序

void MPU6050_WriteReg(uint8_t RegAddress, uint8_t Data)
{
I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);//替换MyI2C_Start()，软件I2C的这些函数内部都有Delay操作
//都是一种阻塞式的流程，也就是函数运行完成之后，对应的波形肯定发送完毕了，所以上一个函数运行完后
//就可以紧接着下一个函数，但是下一个函数，包括之后的硬件I2C函数，都不是阻塞式的
//这些硬件函数只管给寄存器的位置置1，或者只在DR写入数据，就结束退出函数，至于波形是否发送完毕是不管的
//所以对这种非阻塞式的程序，在函数结束后，我们都要等待相应的标志位，来确保函数的操作执行到位了。
//参考上图，当起始条件的波形确实发出了，会产生EV5事件，所以程序中，我们要等待EV5事件的到来
while (I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) != SUCCESS);
//因为STM32默认为从机，发送起始条件后变为主机，所以EV5时间也可以叫做主机模式已选择事件
//返回值为SUCCESS表示最后一次事件等于我们指定的事件，ERROR表示指定时间没发生
//这种while循环加多了，一旦总线出问题就很容易造成整个程序卡死，所以我们需要设计一个超时退出的机制
I2C_Send7bitAddress(I2C2, MPU6050_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);//发送数据都自带了接受应答的过程
//同样接收数据也自带了发送应答的过程，如果应答错误，硬件会通过标志位和中断来提示，所以发送地址后应答位不需要处理
while (I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) != SUCCESS);
//当地址发出接收应答位之后，就会产生EV6事件
//EV6事件之后有一个EV8_1事件，这个事件是提示该写入DR发送数据了，我们并不需要等待EV8_1事件，库函数里也没有这个参数
//所以这时我们就直接写入DR，发送数据
I2C_SendData(I2C2, RegAddress);
while (I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING) != SUCCESS);//EV8

I2C_SendData(I2C2, Data);
while (I2C_CheckEvent(I2C2, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) != SUCCESS);
//当我们有连续的数据需要发送时，在发送过程中，我们需要等待EV8事件，而当我们发送完最后一个字节时
//需要等待的就是EV8_2事件了，我们需要等待硬件把两级缓存，所有数据都清空才能产生终止条件

I2C_GenerateSTOP(I2C2, ENABLE);
}

接下来就是读寄存器函数，前面读取地址的部分，和写寄存器的部分是一样的