iic驱动（IO口模拟）

1万 · 2023-12-17 21:42

iic.c

#include "includes.h"

/*

    iic知识

    1. iic的启动信号

        SCL为高，SDA从高到低，产生一个起始信号

    2. iic的停止信号

        SCL为高，SDA从低到高，产生一个停止信号

    3. acknowledge(应答)

        在数据或地址传输的第9个时钟，SDA线上的状态，0：ack, 1:no-ack，函数中需要封装ack发送函数。



注意：

    1. iic的引脚配置，SCL配置为输出，SDA需要输出和输入在使用中进行切换

    2. iic的数据按位进行传输，先高位后低位

*/

/*

对应的函数接口：

    1. 起始信号

    2. 停止信号

    3. 发送响应ACK（0：响应  1：非响应）

    4. iic协议写一个字节

        按位从高位到低位输出，第九位等待一个ack信号，此时SDA引脚切换为输入，ack为0：ack，1：no-ack

    5. iic协议读一个字节

        按位从高到低位输出，8个字节传输完后应该要发送ack信号,but 此处没有。。。

—————————————————上部分和i2c协议严格相关—————————————————————

————————————————下部分更需要参考对应的器件手册—————————————————

    6. iic发送单个字节（此处需要参考交互的器件手册）

        - 先发送一个起始信号

        - 发送器件地址

        - 发送寄存器地址高位

        - 发送寄存器地址低位

        - 发送字节数据

        - 发送停止位

    数据发送完成后， 需要一定的延时，不然会出错，程序里设置8ms

    6. iic接收单个字节

        - 发送起始信号

        - 发送器件地址（方向为写）

        - 发送寄存器地址高位

        - 发送寄存器地址低位

        - 再次发送起始信号

        - 发送器件地址（方向为读）

        - 开始接收字节数据

        - 发送非响应（ack=1）

        - 发送停止信号



当然对于该器件，还支持页写和连续读。

需要注意的时，页写时，一次不能写入超过一页的数据（64bytes）,否则会"roll over"该页之前的数据，不支持页自动加；

    连续读时，超过器件的地址范围后（而不是页范围），word address will "roll over",the sequential read will continue.

    器件的字节写/页写，字节读/连续读，不需要特定的设置，只需要按器件的时序图操作即可。

*/



void iic_sda_output(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    // sda output

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

}

void iic_sda_input(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    // sda input

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_7;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;

    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

}

//1. 

void iic_gpio_config(void)

{

    //scl : pb6  sda :pb7

    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;



    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

    //SCL  &&   SDA

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;

    GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

}

//2. iic init

void iic_init(void)

{

    iic_gpio_config();

}

//2. iic start

void iic_start_signal(void)

{

    iic_sda_output();

    IIC_SCL_W(1);

    IIC_SDA_W(1);

    delay(10);

    IIC_SDA_W(0);

    delay(10);



    IIC_SCL_W(0);



}

//3. iic stop

void iic_stop_signal(void)

{

    iic_sda_output();

    IIC_SDA_W(0);

    delay(10);

    IIC_SCL_W(1);

    delay(10);

    IIC_SDA_W(1);



}

//4. send ack

void iic_send_ack(uint8_t ack)

{

    iic_sda_output();



    IIC_SCL_W(0);

    delay(10);



    IIC_SDA_W(ack);

    delay(10);



    IIC_SCL_W(1);

    delay(10);



//  IIC_SCL_W(0);

//  delay(10);



}

//5. iic write byte

uint8_t iic_write_byte(uint8_t data)

{

  uint8_t i,ack; 

    iic_sda_output();  //

    //IIC_SCL_W(0);

    //delay(10);

    for(i = 0;i<8;i++)

    {

         if(data&0x80)

              IIC_SDA_W(1);

         else

              IIC_SDA_W(0);

        data<<=1;

        delay(10);     

        IIC_SCL_W(1);

        delay(10);

        IIC_SCL_W(0);

        delay(10);

    }

    //ack

    iic_sda_input();  //

    delay(10);   



    IIC_SCL_W(1);

    delay(10);

    ack = IIC_SDA_R();

    IIC_SCL_W(0);

    delay(10);



    iic_sda_output();//12

    return ack;

}

//6. iic read byte

uint8_t iic_read_byte(void)

{

    //读取那字节的数据

    uint8_t i,temp = 0;

    iic_sda_input();

    for(i = 0;i<8;i++)

    {

        IIC_SCL_W(1);

        delay(10);



        temp<<=1; 

        if(IIC_SDA_R())

             temp |= 0x01;

        else

             temp &= ~0x01;

        IIC_SCL_W(0);

        delay(10);

    }

    iic_sda_output();//12

    //发送一个响应

    return temp;

}

//7. send one byte 

void iic_send_byte(uint16_t addr,uint8_t dat)

{

    uint8_t ack =0;

    //起始信号

    iic_start_signal();

    //写器件地址

    ack = iic_write_byte(0xa0);

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    //写器件地址

    ack = iic_write_byte(AddrHigh(addr));

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    ack = iic_write_byte(AddrLow(addr));

  if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    //写数据

    ack = iic_write_byte(dat);

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    //写停止信号

    iic_stop_signal(); 



    sys_delay_ms(8);    //一个字节写完后，需要加延时，这个很重要！！！

}

//8.读取一个字节数据

int iic_recv_byte(uint16_t addr)

{

    uint8_t temp = 0;

    uint8_t ack = 0;

    //起始信号

    iic_start_signal();

    //写器件地址

    ack = iic_write_byte(0xa0);

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return -2;

    }

    //写器件地址

    ack = iic_write_byte(AddrHigh(addr));

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return -2;

    }

    ack = iic_write_byte(AddrLow(addr));

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return -2;

    }

    //起始信号

    iic_start_signal();

    //器件读地址

    ack = iic_write_byte(0xa1);

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return -2;

    }

    temp = iic_read_byte();

    //发送一个非应答。器件读取完后，需要发送一个非应答

    iic_send_ack(1);

    //产生一个停止信号

    iic_stop_signal();



    return temp;

}

//9. 连续写入多个字节，但不超过一页

void iic_write_buff(uint8_t *pbuff,uint16_t addr,uint8_t num)

{

    uint8_t i,ack;

    //起始信号

    iic_start_signal();

    //写器件地址

    ack = iic_write_byte(0xa0);

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    //写寄存器地址

    ack = iic_write_byte(AddrHigh(addr));

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    ack = iic_write_byte(AddrLow(addr));

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    //开始写入数据

    for(i = 0;i<num;i++)

    {

        ack = iic_write_byte(pbuff[i]);

        if(ack){

            break;

        }

    }

    //停止信号

    iic_stop_signal();  

}

//10.连续读出多个字节

void iic_read_buff(uint8_t *pbuff,uint16_t addr,uint8_t num)

{

    uint8_t i,ack;

    //起始信号

    iic_start_signal();

    //写器件地址

    ack = iic_write_byte(0xa0);

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    //写寄存器地址

    ack = iic_write_byte(AddrHigh(addr));

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    ack = iic_write_byte(AddrLow(addr));

    if(ack){

        iic_stop_signal();

        return;

    }

    //读数据

    for(i = 0;i<num;i++)

    {

        pbuff[i] = iic_read_byte();

        //发送一个应答

        if(i == num-1)

             iic_send_ack(1);   //最后一个字节发送非应答

        else

            iic_send_ack(0);    //前num-1个字节发送应答

    }

    //停止信号

    iic_stop_signal();

}



//iic test code

void iic_sck_test(void)

{

    IIC_SDA_W(0);

    delay(10);

    IIC_SDA_W(1);

    delay(10);

}

//iic 24lc128 test  0: success -1: failed

int iic_24lc128_test(void)

{

    int i,j;

    int iic_addr = 0;

    uint8_t dat = 5;

    printf("iic start test,start_time: %d\r\n",systick_ms_counter);



    for(i = 0;i<64;i++){

        for(j = 0;j<256;j++){  //写0-255

            iic_send_byte(iic_addr,j);

            iic_addr++;

        }

        for(j = 0;j<256;j++){  //读0-255

            iic_addr--;

            dat = iic_recv_byte(iic_addr);

//          if(dat != (iic_addr%256)){

//              printf("dat:%02x iic_addr:%04x\r\n",dat,iic_addr);

//              return -1;

//          }

        }

        iic_addr+=256;

    }

    printf("iic end test,end_time: %d\r\n",systick_ms_counter);



    return 0;

}

i2c.h

复制

#ifndef __IIC_H

#define __IIC_H



#define IIC_SCL_W(bitval)  GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_6,(BitAction)bitval)

#define IIC_SDA_W(bitval)  GPIO_WriteBit(GPIOB,GPIO_Pin_7,(BitAction)bitval)



#define IIC_SDA_R()        (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB,GPIO_Pin_7) == Bit_RESET ? 0:1)



//declare of functions



void iic_sda_output(void);

void iic_sda_input(void);



void iic_init(void);

//random r&w

void iic_send_byte(uint16_t addr,uint8_t dat);  //写数据

int iic_recv_byte(uint16_t addr);               //读数据

//page r&w

void iic_write_buff(uint8_t *pbuff,uint16_t addr,uint8_t num);

void iic_read_buff(uint8_t *pbuff,uint16_t addr,uint8_t num);



//test code

void iic_sck_test(void);

int iic_24lc128_test(void);







#endif