stm32f4标准库开发——模拟iic

EvansLi

stm32f4标准库开发——模拟iic主要概念：

IIC总线：I2C总线是一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根线即可在连接于总线上的器件之间传送信息。

IIC总线定义：时钟线：sck数据线：sda

软件模拟：通过软件控制普通GPIO 引脚高低点评切换，来模拟总线时序，从而达到与总线协议一样的效果。

缺点：与使用硬件IIC 相比，会占用更多的 CPU 时间。

实验目的：

本实现通过软件模拟IIC 时序，编写 IIC 发送接收函数。

硬件电路：

本实验的蜂鸣器为有源蜂鸣器

PB8-->  IIC_SCL

PB9-->  IIC_SDA

主要库函数调用：

#definesda_in() {GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=0<<9*2;}
#define sda_out(){GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=1<<9*2;}
#define iic_sda_out(x)        PBout(9)=x
#define iic_scl_out(x)        PBout(8)=x
#define iix_read_sda()        PBin(9)

代码：

//iic.c
#include "iic.h"
#include "base.h"
#include "delay.h"

//***********************************************************************
//移植修改部分
#define sda_in() {GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=0<<9*2;}
#define sda_out(){GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=1<<9*2;}
#define iic_sda_out(x)        PBout(9)=x
#define iic_scl_out(x)        PBout(8)=x
#define iix_read_sda()        PBin(9)

static void iic_gpio_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType= GPIO_OType_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_UP;
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}

static void iic_gpio_deinit(void)
{
    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin= GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode= GPIO_Mode_IN;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType= GPIO_OType_OD;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed= GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd= GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);
}
//***********************************************************************


void iic_init(void)
{            
    iic_gpio_init();
   
    iic_scl_out(1);
    iic_sda_out(1);
}

void iic_deinit(void)
{            
    iic_gpio_deinit();
   
    iic_scl_out(1);
    iic_sda_out(1);
}

void iic_start(void)
{
    sda_out();
    iic_sda_out(1);            
    iic_scl_out(1);
    delay_us(4);
     iic_sda_out(0);
    delay_us(4);
    iic_scl_out(0);
}

void iic_stop(void)
{
    sda_out();
    iic_scl_out(0);
    iic_sda_out(0);
     delay_us(4);
    iic_scl_out(1);
    iic_sda_out(1);
    delay_us(4);                                   
}

uint8_tiic_wait_ack(void)
{
    uint8_tucerrtime = 0;
    sda_in();
    iic_sda_out(1);
    delay_us(1);      
    iic_scl_out(1);
    delay_us(1);     
    while(iix_read_sda())
    {
        ucerrtime++;
        if(ucerrtime > 250)
        {
            iic_stop();
            return 1;
        }
    }
    iic_scl_out(0);   
    return 0;  
}

void iic_ack(void)
{
    iic_scl_out(0);
    sda_out();
    iic_sda_out(0);
    delay_us(2);
    iic_scl_out(1);
    delay_us(2);
    iic_scl_out(0);
}

void iic_nack(void)
{
    iic_scl_out(0);
    sda_out();
    iic_sda_out(1);
    delay_us(2);
    iic_scl_out(1);
    delay_us(2);
    iic_scl_out(0);
}   

void iic_send_byte(uint8_ttxd)
{                        
    uint8_t t;
   
    sda_out();         
    iic_scl_out(0);
    for(t = 0; t < 8; t++)
    {              
        iic_sda_out((txd& 0x80) >> 7);
        txd <<= 1;      
        delay_us(2);
        iic_scl_out(1);
        delay_us(2);
        iic_scl_out(0);   
        delay_us(2);
    }     
}

uint8_tiic_read_byte(unsigned char ack)
{
    unsigned char i, receive = 0;
   
    sda_in();
    for(i = 0; i < 8; i++ )
    {
        iic_scl_out(0);
        delay_us(2);
        iic_scl_out(1);
        receive <<= 1;
        if(iix_read_sda())
            receive++;   
        delay_us(1);
    }                     
    if (!ack)
        iic_nack();
    else
        iic_ack();
    returnreceive;
}

//iic.h
#ifndef _IIC_H
#define _IIC_H

#include "stdint.h"

void iic_init(void);
void iic_deinit(void);
void iic_start(void);
void iic_stop(void);
void iic_send_byte(uint8_ttxd);
uint8_tiic_read_byte(unsigned char ack);
uint8_tiic_wait_ack(void);
void iic_ack(void);
void iic_nack(void);

void iic_write_one_byte(uint8_tdaddr, uint8_t addr, uint8_t data);
uint8_tiic_read_one_byte(uint8_t daddr, uint8_t addr);     

#endif

编译运行：result

如下，编译无报错，无警告。

总结：

理论上gpio操作加上精确的延时，能模拟出任何总线的时序

iic.c将移植部分单独摘取出来，方便未来的移植开发

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