STM32下模拟I2C的C语言实现

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本文介绍了一种在STM32微控制器上通过软件模拟实现I2C通信的方法，包括I2C初始化、启动和停止信号的发送、数据字节的发送与接收等关键函数的详细实现。

摘要生成于 C知道 ，由 DeepSeek-R1 满血版支持， 前往体验 >

  1. #include "stm32f10x_lib.h"  
  2.   
  3. //条件编译 1:使用软件模拟I2C  
  4. //#define PIN_SCL   GPIO_Pin_6  
  5. //#define PIN_SDA   GPIO_Pin_7  
  6.   
  7.   
  8. static __inline void TWI_SCL_0(void)        { GPIOB->BRR=PIN_SCL; }  
  9. static __inline void TWI_SCL_1(void)        { GPIOB->BSRR=PIN_SCL;}  
  10. static __inline void TWI_SDA_0(void)        { GPIOB->BRR=PIN_SDA; }  
  11. static __inline void TWI_SDA_1(void)        { GPIOB->BSRR=PIN_SDA;}  
  12. static __inline u8   TWI_SDA_STATE(void)        { return (GPIOB->IDR & PIN_SDA) != 0; }  
  13. //static __inline void TWI_NOP(void)        {  TWI_Delay(); }  
  14.   
  15. static const u8 TWI_ACK     =0;  
  16. static const u8 TWI_READY   =0;  
  17. static const u8 TWI_NACK    =1;  
  18. static const u8 TWI_BUS_BUSY    =2;  
  19. static const u8 TWI_BUS_ERROR   =3;  
  20.   
  21. static const u8  TWI_RETRY_COUNT = 3; //重试次数  
  22.   
  23. extern void Delay_mS(u32 n);  
  24.   
  25. static void TWI_Initialize(void);  
  26. static u8 TWI_START(void);  
  27. static u8 TWI_START_SHT(void);  
  28. static void TWI_STOP(void);  
  29. static u8  TWI_SendByte(u8 Data);  
  30. static u8 TWI_ReceiveByte(void);  
  31. static void TWI_SendACK(void);  
  32. static void TWI_SendNACK(void);  
  33.   
  34.   
  35. /******************************************************************************* 
  36.  * 函数名称:TWI_Delay                                                                      
  37.  * 描    述:延时函数                                                                      
  38.  *                                                                                
  39.  * 输    入:无                                                                      
  40.  * 输    出:无                                                                      
  41.  * 返    回:无                                                                      
  42.  * 作    者:                                                                      
  43.  * 修改日期:2010年6月8日                                                                     
  44.  *******************************************************************************/  
  45. static void TWI_NOP(void)  
  46. {  
  47.  vu32 i, j;  
  48.  vu32 sum = 0;  
  49.  i = 20;  
  50.  while(i--)  
  51.  {  
  52.      for (j = 0; j < 10; j++)  
  53.      sum += i;   
  54.  }  
  55.  sum = i;  
  56. }  
  57.   
  58. /******************************************************************************* 
  59.  * 函数名称:TWI_Initialize                                                                      
  60.  * 描    述:I2C初始化函数                                                                      
  61.  *                                                                                
  62.  * 输    入:无                                                                      
  63.  * 输    出:无                                                                      
  64.  * 返    回:无                                                                      
  65.  * 作    者:                                                                      
  66.  * 修改日期:2010年6月8日                                                                     
  67.  *******************************************************************************/  
  68. static void TWI_Initialize(void)  
  69. {  
  70.   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;  
  71.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;  
  72.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;  
  73.   
  74.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_SDA;  
  75.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  
  76.   
  77.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_PP;  
  78.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_SCL;  
  79.   GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);  
  80.     
  81.   TWI_SDA_1();  
  82.   TWI_SCL_0();   
  83.     
  84.   //////DebugPrint("Software TWI Initializing...\n");   
  85. }  
  86.   
  87. /******************************************************************************* 
  88.  * 函数名称:TWI_START                                                                      
  89.  * 描    述:发送启动                                                                      
  90.  *                                                                                
  91.  * 输    入:无                                                                      
  92.  * 输    出:无                                                                      
  93.  * 返    回:无                                                                      
  94.  * 作    者:                                                                      
  95.  * 修改日期:2010年6月8日                                                                     
  96.  *******************************************************************************/  
  97. static u8 TWI_START(void)  
  98. {   
  99.  TWI_SDA_1();   
  100.  TWI_NOP();  
  101.      
  102.  TWI_SCL_1();   
  103.  TWI_NOP();      
  104.   
  105.  if(!TWI_SDA_STATE())  
  106.  {  
  107.   ////DebugPrint("TWI_START:BUSY\n");  
  108.   return TWI_BUS_BUSY;  
  109.  }  
  110.  TWI_SDA_0();  
  111.  TWI_NOP();  
  112.     
  113.  TWI_SCL_0();    
  114.  TWI_NOP();   
  115.   
  116.  if(TWI_SDA_STATE())  
  117.  {  
  118.   ////DebugPrint("TWI_START:BUS ERROR\n");  
  119.   return TWI_BUS_ERROR;  
  120.  }   
  121.    
  122.  return TWI_READY;  
  123. }  
  124.   
  125. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  126. /**  
  127.  * @Brief:  TWI_START_SHT  
  128.  *  
  129.  * @Returns:    
  130.  */  
  131. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  132. static u8 TWI_START_SHT(void)  
  133. {  
  134.     TWI_SDA_1();  
  135.     TWI_SCL_0();  
  136.     TWI_NOP();  
  137.   
  138.     TWI_SDA_1();   
  139.     TWI_SCL_1();   
  140.     TWI_NOP();  
  141.   
  142.     if(!TWI_SDA_STATE())  
  143.     {  
  144.         return TWI_BUS_BUSY;  
  145.     }  
  146.     TWI_SDA_0();  
  147.     TWI_NOP();  
  148.   
  149.     TWI_SCL_0();    
  150.     TWI_NOP();   
  151.   
  152.     TWI_SCL_1();  
  153.     TWI_NOP();  
  154.   
  155.     TWI_SDA_1();  
  156.     TWI_NOP();  
  157.   
  158.     TWI_SCL_0();  
  159.     TWI_NOP();  
  160.   
  161.     return TWI_READY;  
  162. }  
  163.   
  164. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  165. /**  
  166.  * @Brief:  TWI_STOP  
  167.  */  
  168. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  169. static void TWI_STOP(void)  
  170. {  
  171.  TWI_SDA_0();   
  172.  TWI_NOP();  
  173.      
  174.  TWI_SCL_1();   
  175.  TWI_NOP();      
  176.   
  177.  TWI_SDA_1();  
  178.  TWI_NOP();  
  179.     
  180.  //////DebugPrint("TWI_STOP\n");     
  181. }  
  182.   
  183. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  184. /**  
  185.  * @Brief:  TWI_SendACK  
  186.  */  
  187. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  188. static void TWI_SendACK(void)  
  189. {  
  190.  TWI_SDA_0();  
  191.  TWI_NOP();  
  192.  TWI_SCL_1();  
  193.  TWI_NOP();  
  194.  TWI_SCL_0();   
  195.  TWI_NOP();   
  196.  TWI_SDA_1();  
  197.  //////DebugPrint("TWI_SendACK\n");     
  198. }  
  199.   
  200. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  201. /**  
  202.  * @Brief:  TWI_SendNACK  
  203.  */  
  204. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  205. static void TWI_SendNACK(void)  
  206. {  
  207.  TWI_SDA_1();  
  208.  TWI_NOP();  
  209.  TWI_SCL_1();  
  210.  TWI_NOP();  
  211.  TWI_SCL_0();   
  212.  TWI_NOP();  
  213.  //////DebugPrint("TWI_SendNACK\n");      
  214. }  
  215.   
  216. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  217. /**  
  218.  * @Brief:  TWI_SendByte  
  219.  *  
  220.  * @Param: Data 
  221.  *  
  222.  * @Returns:    
  223.  */  
  224. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  225. static u8 TWI_SendByte(u8 Data)  
  226. {  
  227.  u8 i;  
  228.  TWI_SCL_0();  
  229.  for(i=0;i<8;i++)  
  230.  {    
  231.   //---------数据建立----------  
  232.   if(Data&0x80)  
  233.   {  
  234.    TWI_SDA_1();  
  235.   }  
  236.   else  
  237.   {  
  238.    TWI_SDA_0();  
  239.   }   
  240.   Data<<=1;  
  241.   TWI_NOP();  
  242.   //---数据建立保持一定延时----  
  243.     
  244.   //----产生一个上升沿[正脉冲]   
  245.   TWI_SCL_1();  
  246.   TWI_NOP();  
  247.   TWI_SCL_0();  
  248.   TWI_NOP();//延时,防止SCL还没变成低时改变SDA,从而产生START/STOP信号  
  249.   //---------------------------     
  250.  }  
  251.  //接收从机的应答   
  252.  TWI_SDA_1();   
  253.  TWI_NOP();  
  254.  TWI_SCL_1();  
  255.  TWI_NOP();     
  256.  if(TWI_SDA_STATE())  
  257.  {  
  258.   TWI_SCL_0();  
  259.   TWI_SDA_1();  
  260.   //////DebugPrint("TWI_NACK!\n");  
  261.   return TWI_NACK;  
  262.  }  
  263.  else  
  264.  {  
  265.   TWI_SCL_0();  
  266.   TWI_SDA_1();  
  267.   //////DebugPrint("TWI_ACK!\n");  
  268.   return TWI_ACK;    
  269.  }      
  270. }  
  271.   
  272. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  273. /**  
  274.  * @Brief:  TWI_ReceiveByte  
  275.  *  
  276.  * @Returns:    
  277.  */  
  278. /* --------------------------------------------------------------------------*/  
  279. static u8 TWI_ReceiveByte(void)  
  280. {  
  281.  u8 i,Dat;  
  282.  TWI_SDA_1();  
  283.  TWI_SCL_0();   
  284.  Dat=0;  
  285.  for(i=0;i<8;i++)  
  286.  {  
  287.   TWI_SCL_1();//产生时钟上升沿[正脉冲],让从机准备好数据   
  288.   TWI_NOP();   
  289.   Dat<<=1;  
  290.   if(TWI_SDA_STATE()) //读引脚状态  
  291.   {  
  292.    Dat|=0x01;   
  293.   }     
  294.   TWI_SCL_0();//准备好再次接收数据    
  295.   TWI_NOP();//等待数据准备好           
  296.  }  
  297.  //////DebugPrint("TWI_Dat:%x\n",Dat);  
  298.  return Dat;  
  299. }  

stm32 hal 模拟i2c
qq_45019496的博客
11-15 1626
soft_i2c_WriteReg通过调用soft_i2c_WriteBytes，实现写入寄存器的功能，soft_i2c_WriteBytes发送的第一个内容是从机地址，第二个寄存器地址，第三四个内容是数据内容；先看这个结构体，这个结构体是软件i2c描述，里面包含了对sda线的读写，对scl线的写，以及每个操作的延时时间，延时函数指针，以及从机地址。代码如上，soft_i2c_Send 函数实现了发送的逻辑，soft_i2c_WriteBytes实现了发送的完整逻辑，
stm32 模拟I2C程序
07-28
stm32自带的硬件I2C用起来有多麻烦用了的都知道，通过模拟I2C绝对可以一身轻松，程序中附带通过模拟I2C来对EEPROM的读写操作~~~
STM32—I2C软件模拟
自我升级中
01-24 2372
I2C 通讯协议 (Inter － Integrated Circuit) 是由 Phiilps 公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单， 可扩展性强，不需要 USART、CAN 等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多 个集成电路 (IC) 间的通讯。 。
stm32H750VBT6—软件模拟IIC
最新发布
asdasd561的博客
06-22 1017
软件IIC通过GPIO引脚模拟IIC协议的时序逻辑，无需依赖硬件IIC外设，灵活性高但占用CPU资源。​​NACK​​：SDA保持高电平，表示接收失败或终止传输。​​主机发送后​​：从机需回复ACK，否则视为通信失败。​ACK​​：接收方拉低SDA，表示成功接收并。​​主机接收时​​：发送ACK：请求下一字节。起始信号定义，当SCL为高电平时，SDA由。当SCL处于低电平时，SDA设置数据位。每个字节传输后的​​第9个时钟周期​​。​​发送从设备地址 + 写标志位​。读取数据，每读取一次数据，应答一次。
【第六章】STM32 - 软件I2C读取MPU6050
Xiaoxuexxxxx的博客
04-25 1452
STM32总结超全笔记【秋招自用】
STM32 GPIO 模拟IIC （I2C） c语言 源代码（测试绝对可用）
10-25
STM32 GPIO 模拟IIC （I2C） c语言 源代码（测试绝对可用） 用STM32 GPIO模拟IIC 的c语言源代码，自己的项目中的，绝对可用。
STM32F103 硬件I2C接口驱动RTC芯片DS3231完整设计源代码.zip
05-18
STM32F103 硬件I2C接口驱动RTC芯片DS3231完整设计源代码，使用了硬件IIC与DS3231通信，工程已经通过了串口二测试，直接使用Keil5 MDK打开即可，方便移植。 int main(void) { NVIC_PriorityGroupConfig...
STM32 使用模拟I2C读写EEPROM，很有参考价值
04-21
STM32本身可能不内置I2C硬件模块，但可以通过GPIO引脚模拟I2C协议，实现与EEPROM等I2C设备的通信。 1. **模拟I2C的基本原理** 模拟I2C是通过GPIO引脚模拟SCL（时钟）和SDA（数据）信号线来实现的。STM32的GPIO可以...
单片机或者STM32能直接用的sht读温湿度，模拟I2C驱动
01-15
项目中用到的程序，稳定可靠，由官方源码改写，模拟I2C，改好IO口直接就能驱动。初始化的时候调用 SHT3X_Init(0x44);（地址看自己硬件0x44或45）即可。官方源码的各种模式都保留了，省事的话直接用SHT3X_...
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本资源为基于STM32单片机与DS3231实时时钟模块的完整项目代码，适合初学者学习如何使用I²C接口与外设模块进行通讯。项目通过STM32主控实现对DS3231的时间读取和设置功能，电脑屏幕上串口助手实时显示日期、时间。...
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stm32的io口模拟i2c程序
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模拟I2C的C语言实现
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STM32F103（CORTEX-M3） ARM GPIO模拟I2C的程序，操作AT24C02，程序经过调试绝对可以使用，没有使用固件，完全使用寄存器操作
stm32 模拟I2C
weixin_46829095的博客
11-01 655
一个 I2C 总线两条线组成，一个双向串行数据线SDA用来表示数据，一个串行时钟线SCL用于数据收发同步“总线”指多个设备共用的信号线，在一个 I2C 通讯总线中，可连接多个 I2C 通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线每个连接到总线的设备（主、从机）都有一个独立的地址，主机可通过该地址来访问不同设备。
STM32-软件模拟和硬件实现I²C
SingerHuey的博客
07-19 2353
若SDA此时为低电平，SCL先拉高，再拉高SDA，这样就先发送了一个结束信号，虽然对结果没什么影响，但会让程序时序混乱。之后就可以接收数据，此时会触发EV7事件，当接收到数据时，RxNE会被置1，这时将DR寄存器的内容读取即可清除该事件【清除RxNE】，同时应该响应ACK，将ACK位设置为1。首先需要先发送一个起始信号，会触发EV5事件，当起始信号发送成功后，SB位被置1，此时读SR1，然后再将地址写入DR寄存器即可清除该事件【清除SB】。当SCL为低电平时，SDA可以任意变化，以此来改变自身的电平。
I2C总线时序模拟（一）-加深理解总线协议
系统运维
10-16 411
I2C总线时序模拟（一）-加深理解总线协议 #include&lt;reg52.h&gt; #define uchar unsigned char sbit sda=P2^0; sbit scl=P2^1;//用单片机的两个I/O口模拟I2C接口 uchar a; ******************************************************************...
STM32通过模拟I2C实现PN532驱动编程
- **STM32模拟I2C**: 描述了本例程的实现方式，即利用STM32的GPIO来模拟I2C的时钟和数据线路。这种方式在没有硬件I2C接口或者硬件资源紧张的情况下非常有用。 - **驱动PN532例程**: 这部分说明了例程的具体功能，即...
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