SGM41511电源管理芯片与STM32L496通讯源码虚拟I2C协议实测成功读写cubemx设置裸机和freertos操作系统源码通用

news2024/9/19 10:36:19

不用它的I2C设置，容易出错不通讯，只打开GPIO输出就可以；

如果是RTOS的话请打开系统定时器提供参考时间基准，那个定时器都行；

以下是经过验证的代码，同样适用于SGM同类系列电源管理芯片；

准备好jlink进行RTT打印观测：

SGM41511.c

/******************************************************************************
 * Description : SGM41511 电源管理芯片驱动
 * Author      :
 * Date        : 2021.01.22
 ******************************************************************************/
#include "SGM41511.h"
#include "SEGGER_RTT.h"


/*******************************************************************************
 * Function Name : delay_us
 * Description   : us延时
 * Input         : None
 * Output        : None
 * Return        : None
 ******************************************************************************/
void delay_us(unsigned short time)
{
    unsigned short i = 0;
    while(time--)
    {
        i = 100;
        while(i--);
    }
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : SGM41511_IIC_Init
 * Description   : IIC初始化
 * Input         : None
 * Output        : None
 * Return        : None
 ******************************************************************************/
void SGM41511_IIC_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    
    /* 使能GPIOB时钟 */
    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
    __HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();
		
    /* 配置SCL和SDA引脚 */
    GPIO_InitStruct.Pin = SCL_PIN | SDA_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    
		    /* 配置BAT_NCS引脚 */
    GPIO_InitStruct.Pin = BAT_NCS_PIN|BAT_Psel_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOE, &GPIO_InitStruct);
		
		
    /* 初始化SCL和SDA为低电平 */
    SCL_H();
    SDA_H();
		
	  BAT_NCS_L();
//		BAT_Psel_L();
	  SEGGER_RTT_printf(0,"SGM41511_IIC_Init!\n");
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : IIC_Sda_Mod
 * Description   : SDA输入输出选择
 * Input         : mod - SDA输入输出选择
 * Output        : None
 * Return        : None
 ******************************************************************************/
void IIC_Sda_Mod(unsigned char mod)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
    
    /* 配置SCL引脚 */
    GPIO_InitStruct.Pin = SCL_PIN;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    
    if(mod != 0) // mod = 1, SDA输出模式
    {
        GPIO_InitStruct.Pin = SDA_PIN;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
    }
    else // mod = 0, SDA输入模式
    {
        GPIO_InitStruct.Pin = SDA_PIN;
        GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
    }
    
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : IIC_Start
 * Description   : 产生IIC起始信号
 * Input         : None
 * Output        : None
 * Return        : None
 ******************************************************************************/
void IIC_Start(void)
{
    IIC_Sda_Mod(1); // SDA设置为输出
    SCL_H();
    SDA_H();
    delay_us(4);
    SDA_L();
    delay_us(4);
    SCL_L();
    
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : IIC_Stop
 * Description   : 产生IIC停止信号
 * Input         : None
 * Output        : None
 * Return        : None
 ******************************************************************************/
void IIC_Stop(void)
{
    IIC_Sda_Mod(1); // SDA设置为输出
    SCL_L();
    SDA_L();
    delay_us(4);
    SCL_H();
    SDA_H();
    delay_us(4);
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : IIC_Wait_Ack
 * Description   : 等待应答信号到来
 * Input         : None
 * Output        : None
 * Return        : 0 - 接收应答成功, 1 - 接收应答失败
 ******************************************************************************/
unsigned char IIC_Wait_Ack(void)
{
    unsigned char ucErrTime = 0;
    
    IIC_Sda_Mod(0); // SDA设置为输入
    SDA_H();
    delay_us(1);
    SCL_H();
    delay_us(1);
    
    while(HAL_GPIO_ReadPin(IIC_PORT, SDA_PIN))
    {
        ucErrTime++;
        if(ucErrTime > 250)
        {
            IIC_Stop();
            return 1;
        }
    }
    
    SCL_L();
    return 0;
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : IIC_Ack
 * Description   : 产生IIC应答信号
 * Input         : None
 * Output        : None
 * Return        : None
 ******************************************************************************/
void IIC_Ack(void)
{
    SCL_L();
    IIC_Sda_Mod(1); // SDA设置为输出
    SDA_L();
    delay_us(2);
    SCL_H();
    delay_us(2);
    SCL_L();
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : IIC_NAck
 * Description   : 产生IIC非应答信号
 * Input         : None
 * Output        : None
 * Return        : None
 ******************************************************************************/
void IIC_NAck(void)
{
    SCL_L();
    IIC_Sda_Mod(1); // SDA设置为输出
    SDA_H();
    delay_us(2);
    SCL_H();
    delay_us(2);
    SCL_L();
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : IIC_Send_Byte
 * Description   : IIC发送一个字节
 * Input         : txd - 要发送的字节
 * Output        : None
 * Return        : None
 ******************************************************************************/
void IIC_Send_Byte(unsigned char txd)
{
    unsigned char t;
    
    IIC_Sda_Mod(1); // SDA设置为输出
    SCL_L();
    
    for(t = 0; t < 8; t++)
    {
        if((txd & 0x80) >> 7)
            SDA_H();
        else
            SDA_L();
        
        txd <<= 1;
        delay_us(2);
        SCL_H();
        delay_us(2);
        SCL_L();
        delay_us(2);
    }
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : IIC_Read_Byte
 * Description   : IIC读取一个字节
 * Input         : ack - 是否发送ACK
 * Output        : None
 * Return        : 读取到的字节
 ******************************************************************************/
unsigned char IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
    unsigned char i, receive = 0;
    
    IIC_Sda_Mod(0); // SDA设置为输入

    for(i = 0; i < 8; i++)
    {
        SCL_L();
        delay_us(2);
        SCL_H();
        receive <<= 1;
        if(HAL_GPIO_ReadPin(IIC_PORT, SDA_PIN))
        {
            receive++;
        }
        delay_us(1);
    }
    
    if(!ack)
        IIC_NAck();
    else
        IIC_Ack();
    
    return receive;
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : SgmWriteByte
 * Description   : IIC写一个字节
 * Input         : reg - 寄存器地址, data - 要写入的数据
 * Output        : None
 * Return        : 0 - 正常, 1 - 错误
 ******************************************************************************/
unsigned char SgmWriteByte(unsigned char reg, unsigned char data)
{
    IIC_Start();
    IIC_Send_Byte(SGM_WRITE_ADDR); // 发送写命令
    if(IIC_Wait_Ack())
    {
        IIC_Stop();
        return 1;
    }
    IIC_Send_Byte(reg); // 写寄存器地址
    IIC_Wait_Ack();
    IIC_Send_Byte(data);
    if(IIC_Wait_Ack())
    {
        IIC_Stop();
        return 1;
    }
    IIC_Stop();
    return 0;
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : SgmReadByte
 * Description   : IIC读取一个字节
 * Input         : reg - 寄存器地址
 * Output        : None
 * Return        : 读到的数据
 ******************************************************************************/
unsigned char SgmReadByte(unsigned char reg)
{
    unsigned char temp1;
    
    IIC_Start();
    IIC_Send_Byte(SGM_WRITE_ADDR); // 发送写命令
    IIC_Wait_Ack();
    IIC_Send_Byte(reg); // 写寄存器地址
    IIC_Wait_Ack();
    IIC_Start();
    IIC_Send_Byte(SGM_READ_ADDR); // 发送读命令
    IIC_Wait_Ack();
    temp1 = IIC_Read_Byte(0);
    IIC_Stop();
    SEGGER_RTT_printf(0, "SgmReadByte: Reg 0x%02X = 0x%02X\n", reg, temp1);
    return temp1;
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : SgmReadLen
 * Description   : IIC连续读取
 * Input         : reg - 寄存器地址, len - 要读取的长度, buf - 读取到的数据存储缓冲区
 * Output        : None
 * Return        : 0 - 正常, 1 - 错误
 ******************************************************************************/
unsigned char SgmReadLen(unsigned char reg, unsigned char len, unsigned char *buf)
{
    IIC_Start();
    IIC_Send_Byte(SGM_WRITE_ADDR); // 发送写命令
    if(IIC_Wait_Ack())
    {
        IIC_Stop();
        return 1;
    }
    IIC_Send_Byte(reg); // 写寄存器地址
    IIC_Wait_Ack();
    IIC_Start();
    IIC_Send_Byte(SGM_READ_ADDR); // 发送读命令
    IIC_Wait_Ack();
    
    while(len)
    {
        if(len == 1)
            *buf = IIC_Read_Byte(0);
        else
            *buf = IIC_Read_Byte(1);
        
        len--;
        buf++;
    }
    
    IIC_Stop();
    return 0;
}

/*******************************************************************************
 * Function Name : SGM41511_ReadAllRegisters
 * Description   : Reads all registers from REG00 to REG0B
 * Input         : None
 * Output        : None
 * Return        : None
 ******************************************************************************/
void SGM41511_ReadAllRegisters(void)
{
    unsigned char reg_values[12];
    
    for (int i = 0; i <= 0x0B; i++)
    {
        reg_values[i] = SgmReadByte(i);
			  SEGGER_RTT_printf(0, "REG%02X: 0x%02X (0B:", i, reg_values[i]);
        
        // Print binary representation
        for (int j = 7; j >= 0; j--)
        {
            SEGGER_RTT_printf(0, "%d", (reg_values[i] >> j) & 1);
        }
        SEGGER_RTT_printf(0, ")\n");
    }
}


void SGM41511_WriteReg00(uint8_t value)
{
    if (SgmWriteByte(REG00_ADDR, value) == 0)
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Successfully wrote 0x%02X to REG00\n", value);
    }
    else
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Failed to write to REG00\n");
    }
}


void SGM41511_WriteReg01(uint8_t value)
{
    if (SgmWriteByte(REG01_ADDR, value) == 0)
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Successfully wrote 0x%02X to REG01\n", value);
    }
    else
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Failed to write to REG01\n");
    }
}

void SGM41511_WriteReg07(uint8_t value)
{
    if (SgmWriteByte(REG07_ADDR, value) == 0)
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Successfully wrote 0x%02X to REG07\n", value);
    }
    else
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Failed to write to REG07\n");
    }
}

void SGM41511_WriteReg06(uint8_t value)
{
    if (SgmWriteByte(REG06_ADDR, value) == 0)
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Successfully wrote 0x%02X to REG06\n", value);
    }
    else
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Failed to write to REG06\n");
    }
}

void SGM41511_WriteReg05(uint8_t value)
{
    if (SgmWriteByte(REG05_ADDR, value) == 0)
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Successfully wrote 0x%02X to REG05\n", value);
    }
    else
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Failed to write to REG05\n");
    }
}

void SGM41511_WriteReg04(uint8_t value)
{
    if (SgmWriteByte(REG04_ADDR, value) == 0)
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Successfully wrote 0x%02X to REG04\n", value);
    }
    else
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Failed to write to REG04\n");
    }
}

void SGM41511_WriteReg03(uint8_t value)
{
    if (SgmWriteByte(REG03_ADDR, value) == 0)
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Successfully wrote 0x%02X to REG03\n", value);
    }
    else
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Failed to write to REG03\n");
    }
}

void SGM41511_WriteReg02(uint8_t value)
{
    if (SgmWriteByte(REG02_ADDR, value) == 0)
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Successfully wrote 0x%02X to REG02\n", value);
    }
    else
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Failed to write to REG02\n");
    }
}
void SGM41511_WriteReg0B(uint8_t value)
{
    if (SgmWriteByte(REG0B_ADDR, value) == 0)
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Successfully wrote 0x%02X to REG0B\n", value);
    }
    else
    {
        SEGGER_RTT_printf(0, "Failed to write to REG0B\n");
    }
}

SGM41511. h

/******************************************************************************
*Description :SGM41511 电源管理芯片驱动
*Author :
*Date :2021.01.22
*******************************************************************************/
#ifndef _SGM41511_H_
#define _SGM41511_H_
#include <stdint.h>
#include "main.h"
#include "stm32l4xx_hal.h"

#define SCL_PIN GPIO_PIN_8
#define SDA_PIN GPIO_PIN_9
#define IIC_PORT GPIOB

#define BAT_NCS_PIN GPIO_PIN_11
#define BAT_NCS_PORT GPIOE

#define BAT_Psel_PIN GPIO_PIN_10
#define BAT_Psel_PORT GPIOE


#define SGM_DEVICE_ADDR 0x6B
#define SGM_WRITE_ADDR ((SGM_DEVICE_ADDR<<1) | 0) // 0X6B <<1 0xD6
#define SGM_READ_ADDR ((SGM_DEVICE_ADDR<<1) | 1) // (0X6B << 1) + 1 0xD7

#define REG00_ADDR 0x00

REG00 (地址0x00):
//控制输入电流限制(IINDPM)
//使能/禁用HIZ模式
//控制STAT引脚功能

#define REG01_ADDR 0x01


#define REG02_ADDR 0x02
#define REG03_ADDR 0x03
#define REG04_ADDR 0x04
#define REG05_ADDR 0x05
#define REG06_ADDR 0x06
#define REG07_ADDR 0x07
#define REG08_ADDR 0x08
#define REG09_ADDR 0x09

#define REG0A_ADDR 0x0A


#define REG0B_ADDR 0x0B

//REG0B (0x14):
//包含芯片ID信息，0x14可能表示这是SGM41511芯片。


#define SDA_H() HAL_GPIO_WritePin(IIC_PORT, SDA_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define SDA_L() HAL_GPIO_WritePin(IIC_PORT, SDA_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define SCL_H() HAL_GPIO_WritePin(IIC_PORT, SCL_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define SCL_L() HAL_GPIO_WritePin(IIC_PORT, SCL_PIN, GPIO_PIN_RESET)

#define BAT_NCS_H() HAL_GPIO_WritePin(BAT_NCS_PORT, BAT_NCS_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define BAT_NCS_L() HAL_GPIO_WritePin(BAT_NCS_PORT, BAT_NCS_PIN, GPIO_PIN_RESET)

#define BAT_Psel_H() HAL_GPIO_WritePin(BAT_Psel_PORT, BAT_Psel_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define BAT_Psel_L() HAL_GPIO_WritePin(BAT_Psel_PORT, BAT_Psel_PIN, GPIO_PIN_RESET)

void SGM41511_IIC_Init(void);
void IIC_Sda_Mod(unsigned char mod);
void IIC_Start(void);
void IIC_Stop(void);
void IIC_Send_Byte(unsigned char txd);
unsigned char IIC_Read_Byte(unsigned char ack);

unsigned char IIC_Wait_Ack(void);
void IIC_Ack(void);
void IIC_NAck(void);
unsigned char SgmWriteByte(unsigned char reg,unsigned char data);
unsigned char SgmReadByte(unsigned char reg);
unsigned char SgmReadLen(unsigned char reg,unsigned char len,unsigned char *buf);
void SGM41511_ReadAllRegisters(void);
void SGM41511_WriteReg00(uint8_t value);
void SGM41511_WriteReg01(uint8_t value);
void SGM41511_WriteReg07(uint8_t value);
void SGM41511_WriteReg06(uint8_t value);
void SGM41511_WriteReg05(uint8_t value);
void SGM41511_WriteReg04(uint8_t value);
void SGM41511_WriteReg03(uint8_t value);
void SGM41511_WriteReg02(uint8_t value);
void SGM41511_WriteReg0B(uint8_t value);
#endif

移植的话你只需把引脚定义改下即可。

freertos任务源码；

void Sgm41511_task(void *argument)
{
  /* USER CODE BEGIN Sgm41511_task */
  /* Infinite loop */
	SGM41511_IIC_Init();
  SGM41511_WriteReg00(0x17); // Write 0x17 to REG00  00010111
	SGM41511_WriteReg07(0xDC) ;// Write 0xDC to REG07  11011100 
	SGM41511_WriteReg06(0x9E) ;// Write 0x9E to REG06  10011110
	SGM41511_WriteReg05(0xB8) ;// Write 0xB8 to REG05  10111000
	SGM41511_WriteReg04(0x5B) ;// Write 0x5B to REG04  01011011
	SGM41511_WriteReg03(0x21) ;// Write 0x21 to REG03  00100001
	SGM41511_WriteReg02(0xE2) ;// Write 0xE2 to REG02  11100010
	SGM41511_WriteReg01(0x7E) ;// Write 0x7E to REG02  01111110
	SGM41511_WriteReg0B(0x94) ;// Write 0x94 to REG0B  10010100
  for(;;)
  {
		SGM41511_ReadAllRegisters();//5s循环读取SGM41511所有寄存器信息
    osDelay(5000);
  }
  /* USER CODE END Sgm41511_task */
}

逻辑main.c简单调用

void main(void)
{

	SGM41511_IIC_Init();
    SGM41511_WriteReg00(0x17); // Write 0x17 to REG00  00010111
	SGM41511_WriteReg07(0xDC) ;// Write 0xDC to REG07  11011100 
	SGM41511_WriteReg06(0x9E) ;// Write 0x9E to REG06  10011110
	SGM41511_WriteReg05(0xB8) ;// Write 0xB8 to REG05  10111000
	SGM41511_WriteReg04(0x5B) ;// Write 0x5B to REG04  01011011
	SGM41511_WriteReg03(0x21) ;// Write 0x21 to REG03  00100001
	SGM41511_WriteReg02(0xE2) ;// Write 0xE2 to REG02  11100010
	SGM41511_WriteReg01(0x7E) ;// Write 0x7E to REG02  01111110
	SGM41511_WriteReg0B(0x94) ;// Write 0x94 to REG0B  10010100
while(1)
  {
   SGM41511_ReadAllRegisters();//5s循环读取SGM41511所有寄存器信息
   HAL_Delay(5000);
  }
 
}

SGM41511 寄存器各个的深度含义请在我的发布文章里找；

完整例程代码请下载：

通过网盘分享的文件：charge_iic.rar
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