手写STM32IIC协议

news2024/10/5 14:22:50

本文使用正点原子战舰v4开发板，用软件模拟iic协议而非使用硬件iic。

STEP1： 定义、声明引脚功能。我们用PB6、PB7模拟IIC的SCL、SDA。另外定义IO方向

#define IIC_SCL    PBout(6) //SCL
#define IIC_SDA    PBout(7) //SDA	 
#define READ_SDA   PBin(7)  //输入SDA 
//IO方向设置
#define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}

STEP2: 初始化相关GPIO，开启相关时钟。这里初始GPIOB、开启GPIOB的时钟。设置B6、B7位推挽输出即可。IIC总线空闲时表现为高电平，所以初始化之后将时钟信号、数据信号拉高。

void iic1_init(void){
    /*IIC相关句柄*/
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    /*开启相关时钟使能*/
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
    /*初始化*/
    GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出
    GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStruct);
    GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7); //初始化为高
}

STEP3： 开始信号的时序编写。SCL 为高电平期间，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。如下图起始信号。

在这里插入图片描述

void IIC_Start(void){
    SDA_OUT();//输出模式
    IIC_SCL = 1;
    IIC_SDA = 1;
    delay_us(4);
    IIC_SDA = 0;
    delay_us(4);
    IIC_SCL = 0;
}

STEP4: 停止信号。SCL高电平期间，SDA由低到高的跳变。如上图。

void IIC_Stop(void){
    SDA_OUT();//sda线输出模式
    IIC_SCL = 0;
    IIC_SDA = 0;
    delay_us(4);
    IIC_SCL = 1;
    //delay_us(4);
    IIC_SDA = 1;
    delay_us(4);
}

STEP5: 应答信号时序代码编写。应答信号，发送器每发送一个字节（8个bit），就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。

在这里插入图片描述

对于反馈有效应答位ACK的要求是：接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将数据线SDA拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平

void IIC_Ack(void){
    SDA_OUT();//sda线输出模式
    IIC_SCL = 0;
    IIC_SDA = 0;
    delay_us(2);
    IIC_SCL = 1;
    delay_ms(2);
    IIC_SCL = 0;
}

STEP6: 非应答信号.第九个时钟期间，SDA为高电平

void IIC_NAck(void){
    SDA_OUT();//sda线输出模式
    IIC_SCL = 0;
    IIC_SDA = 1;
    delay_us(2);
    IIC_SCL = 1;
    delay_ms(2);
    IIC_SCL = 0;
}

STEP7: 等待应答。

/*发送数据后等待应答:都在高电平期间，若从机发低电平产生应答信号，若没发则iic就停止了。
*返回值：1接收应答失败，IIC停止
*返回值：0接收应答成功，什么都不做
*/
u8 IIC_Wait_Ack(void){
    u8 ucErrTime = 0;
    SDA_IN(); //SDA线输入
    IIC_SDA = 1; delay_us(1);
    IIC_SCL = 1; delay_us(1);
    while(READ_SDA){
        ucErrTime++;
        if(ucErrTime > 250){
            IIC_Stop();
            return 1;
        }
    }
    IIC_SCL = 0;
    return 0;
}

STEP8: IIC发送一个字节数据

在IIC总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应（或同步控制），即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发。数据传输时满足这样的要求
在这里插入图片描述

void IIC_Send_Byte(u8 txd){
    u8 t;
    SDA_OUT();
    IIC_SCL = 0; //拉低时钟
    for(t = 0; t < 8; t++){
        if((txd&0x80)>>7){
            IIC_SDA = 1;
        }else{
            IIC_SDA = 0;
        }
        txd <<=1; //左移7位后，拿到数据，右移1位，保证高位永远是高位
        delay_us(2);
        IIC_SCL = 1;
        delay_us(2);
        IIC_SCL = 0;//高电平期间数据保持不变
        delay_us(2); //数据有效性
    }
}

STEP9: 读一个字节数据。写和读的切换无非时SDA输入输出模式的切换。

/*读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK */
void IIC_Read_Byte(unsigned char ack){
    unsigned char i,receive=0;
	SDA_IN();        //SDA设置为输入
    for(i = 0;i < 8; i++)
	{
        IIC_SCL=0; 
        delay_us(2);
		IIC_SCL=1;
        receive<<=1;
        if(READ_SDA)receive++;   
		delay_us(1); 
    }					 
    if (!ack)
        IIC_NAck();        //发送nACK
    else
        IIC_Ack();         //发送ACK   
    return receive;
}