知不足而奋进 望远山而前行

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前言

开发流程

GD32F4软件I2C初始化

GD32F4软件I2C引脚功能

写操作

读操作

总结

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前言

在嵌入式系统开发中，软件实现的I2C通信协议扮演着至关重要的角色。本文将深入探讨如何在GD32F4系列微控制器上实现软件I2C功能，涵盖了引脚初始化、功能定义以及读写操作的详细步骤和代码示例。

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开发流程

1. 引脚初始化
2. 引脚功能定义
3. 实现读操作
4. 实现写操作

GD32F4软件I2C初始化

void SoftI2C_init() {
    // 时钟配置
    rcu_periph_clock_enable(SCL_RCU);
    // 设置输出模式
    gpio_mode_set(SCL_PORT, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, SCL_PIN);
    gpio_output_options_set(SCL_PORT, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ, SCL_PIN);

    // 时钟配置
    rcu_periph_clock_enable(SDA_RCU);
    // 设置输出模式
    gpio_mode_set(SDA_PORT, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, SDA_PIN);
    gpio_output_options_set(SDA_PORT, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ, SDA_PIN);
}

• I2C引脚高低电平

GD32F4软件I2C引脚功能

#define SCL_RCU		RCU_GPIOB
#define SCL_PORT	GPIOB
#define SCL_PIN		GPIO_PIN_6
#define SCL_AF		GPIO_AF_4

#define SDA_RCU		RCU_GPIOB
#define SDA_PORT	GPIOB
#define SDA_PIN		GPIO_PIN_7
#define SDA_AF		GPIO_AF_4

/************** io ***************/
#define SCL(BIT) 		gpio_bit_write(SCL_PORT, SCL_PIN, BIT?SET:RESET)
#define SDA(BIT) 		gpio_bit_write(SDA_PORT, SDA_PIN, BIT?SET:RESET)
#define SDA_STATE() 	gpio_input_bit_get(SDA_PORT, SDA_PIN)

#define SDA_IN()  	gpio_mode_set(SDA_PORT, GPIO_MODE_INPUT,  GPIO_PUPD_NONE, SDA_PIN)
#define SDA_OUT() 	gpio_mode_set(SDA_PORT, GPIO_MODE_OUTPUT, GPIO_PUPD_NONE, SDA_PIN)

• IO引脚定义
• 引脚输出模式高低电平输出：SCL高和低，SDA高和低
• SDA模式配置：SDA输出模式，SDA输入模式
• SDA输入模式状态读取。

写操作

uint8_t SoftI2C_write(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t* data, uint32_t len) {
    start();

    send(addr << 1);			//发送设备写地址
    if(wait_ack()) return 1;	//等待响应

    send(reg);					//发送寄存器地址
    if(wait_ack()) return 2;	//等待响应

    do {
        send(*data++);
        if(wait_ack()) return 3;
    } while(--len);

    stop();
    return 0;
}

读操作

uint8_t SoftI2C_read(uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t* data, uint32_t len) {
    start();

    send(addr << 1);				//发送设备写地址
    if(wait_ack()) return 1;		//等待响应

    send(reg);						//发送寄存器地址
    if(wait_ack()) return 2;		//等待响应

    start();
    send((addr << 1) | 0x01);		//发送设备读地址
    if(wait_ack()) return 3;		//等待响应

    do {
        *data = recv();
        data++;
        if(len != 1) send_ack();	// 发送 ACK
    } while(--len);
    send_nack();					// 发送 NACK
    stop();

    return 0;
}

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总结

本文详细介绍了如何在GD32F4系列微控制器上实现软件I2C功能。首先，通过引脚初始化和功能定义确保了I2C通信的正常进行。随后，展示了如何实现基本的读写操作，包括开始和停止条件的生成、地址和数据的发送与接收，以及对应的应答信号处理。这些步骤不仅仅是硬件控制的反映，更是软件层面对I2C通信协议的实现与管理，为嵌入式系统开发提供了一个可靠的解决方案。