STM32模拟IIC

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#stm32 #IIC #模拟

本文介绍了一个基于STM32微控制器的I2C通信实现方案，通过软件模拟I2C总线进行数据收发。主要内容包括：I2C通信的初始化配置、I2C基本操作函数如启动与停止、数据的发送与接收等。

IIC.h

#ifndef _MD_IIC_h_
#define _MD_IIC_h_

#include "stm32f10x.h"

/* Pin Definiton ---------- */

#define IIC_GPIO (GPIOC)
#define IIC_GOIO_SDA (GPIOC)
#define IIC_GPIO_SCL (GPIOC)
#define IIC_SDA (GPIO_Pin_2)
#define IIC_SCL (GPIO_Pin_1)

//初始化调用IIC_GPIO_Configuration( IIC_GOIO_SDA , IIC_SDA , IIC_GPIO_SCL , IIC_SCL );
extern void IIC_GPIO_Configuration( GPIO_TypeDef * GPIOx_SDA , uint16_t SDA_Pin , GPIO_TypeDef * GPIOx_SCL , uint16_t SCL_Pin );

//使用软件模拟I2C
#define SET_SDA          { GPIO_SetBits  ( IIC_GPIO , IIC_SDA ); }
#define RESET_SDA        { GPIO_ResetBits( IIC_GPIO , IIC_SDA ); }

#define SET_SCL          { GPIO_SetBits  ( IIC_GPIO , IIC_SCL ); }
#define RESET_SCL        { GPIO_ResetBits( IIC_GPIO , IIC_SCL) ; }

#define IIC_SDA_STATE    (IIC_GPIO->IDR&IIC_SDA)
#define IIC_SCL_STATE    (IIC_GPIO->IDR&IIC_SDA)

#define IIC_DELAY        { IIC_Delay(); }

enum IIC_REPLAY_ENUM
{
    IIC_NACK = 0,
    IIC_ACK = 1
};

enum IIC_BUS_STATE_ENUM
{
    IIC_BUS_READY = 0,
    IIC_BUS_BUSY=1,
    IIC_BUS_ERROR=2
};

//IIC 延时
extern void IIC_Delay(void);
//IIC 启动函数
extern u8 IIC_Start(void);
//IIC 停止函数
extern void IIC_Stop(void);
//IIC 发送动作
extern void IIC_SendACK(void);
//IIC 停止动作
extern void IIC_SendNACK(void);
//IIC 发送单字节
extern u8 IIC_SendByte(u8 Data);
//IIC 接收单字节
extern u8 IIC_RecvByte(void);
//IIC 写入单字节
extern void Single_Write_IIC(u8 SlaveAddress,u8 REG_Address,u8 REG_data);
//IIC 读取单字节
extern u8 Single_Read_IIC(u8 SlaveAddress, u8 REG_Address);


//GPIO 过滤器
extern uint16_t GPIO_Filter( GPIO_TypeDef * GPIOx );

#endif /* _MD_IIC_H_ */

/* End of file ------------------------------------------------------------- */

IIC.c

#include "stm32f10x.h"
#include "MD_IIC.h"

void IIC_GPIO_Configuration( GPIO_TypeDef * GPIOx_SDA , uint16_t SDA_Pin , GPIO_TypeDef * GPIOx_SCL , uint16_t SCL_Pin )
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    uint32_t RCC_GPIOx_SDA = 0;
    uint32_t RCC_GPIOx_SCL = 0;

    //得到滤波后的引脚端口
    RCC_GPIOx_SDA = GPIO_Filter( GPIOx_SDA );
    RCC_GPIOx_SCL = GPIO_Filter( GPIOx_SCL );

    //使能时钟
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_GPIOx_SDA,ENABLE);
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_GPIOx_SCL,ENABLE);

    //配置引脚
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDA_Pin;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;
    GPIO_Init(GPIOx_SDA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SCL_Pin;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed=GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode=GPIO_Mode_Out_OD;
    GPIO_Init(GPIOx_SCL, &GPIO_InitStructure);

    //初始化ICC的模式
    SET_SDA;
    SET_SCL;  
}

void IIC_Delay(void)
{
    u32 i = 5;
    while( i-- );
}

u8 IIC_Start(void)
{
    SET_SDA;
    IIC_DELAY;

    SET_SCL;
    IIC_DELAY;

    if( IIC_SDA_STATE == RESET )
    {
        return IIC_BUS_BUSY;
    }

    RESET_SDA;
    IIC_DELAY;

    RESET_SCL;
    IIC_DELAY;

    if( IIC_SDA_STATE == SET )
    {
        return IIC_BUS_ERROR;
    }

    return IIC_BUS_READY;
}

void IIC_Stop(void)
{
    RESET_SDA;
    IIC_DELAY;

    SET_SCL;
    IIC_DELAY;

    SET_SDA;
    IIC_DELAY;
}

/* 收到数据,发送NACK - */
void IIC_SendNACK(void)
{
    RESET_SDA;
    IIC_DELAY;
    SET_SCL;
    IIC_DELAY;
    RESET_SCL; 
    IIC_DELAY; 
}

/* 收到数据,发送ACK -- */
void IIC_SendACK(void)
{
    SET_SDA;
    IIC_DELAY;
    SET_SCL;
    IIC_DELAY;
    RESET_SCL; 
    IIC_DELAY;
}

/* 发送一个字节 ----------------------------------------------------------- */
u8 IIC_SendByte(u8 Data)
{
     u8 i;
     RESET_SCL;
     for(i=0;i<8;i++)
     {  
        //数据建立
        if(Data&0x80)
        {
            SET_SDA;
        }
        else
        {
            RESET_SDA;
        } 
        Data<<=1;
        IIC_DELAY;    //数据建立保持一定延时
        SET_SCL;      //产生一个上升沿[正脉冲] 
        IIC_DELAY;
        RESET_SCL;
        IIC_DELAY;    //延时,防止SCL还没变成低时改变SDA,从而产生START/STOP信号 
     }
     //接收从机的应答 
     SET_SDA; 
     IIC_DELAY;
     SET_SCL;
     IIC_DELAY;   
     if(IIC_SDA_STATE)
     {
        RESET_SCL;
        return IIC_NACK;
     }
     else
     {
        RESET_SCL;
        return IIC_ACK;  
     }    
}


/* 接收一个字节 ----------------------------------------- */
u8 IIC_RecvByte(void)
{
     u8 i,Dat = 0;
     SET_SDA;
     RESET_SCL; 
     Dat=0;
     for(i=0;i<8;i++)
     {
        SET_SCL;           //产生时钟上升沿[正脉冲],让从机准备好数据 
        IIC_DELAY; 
        Dat<<=1;
        if(IIC_SDA_STATE)  //读引脚状态
        {
            Dat|=0x01; 
        }   
        RESET_SCL;         //准备好再次接收数据  
        IIC_DELAY;         //等待数据准备好         
     }
     return Dat;
}

/* 单字节写入 -------------------------------------------------------- */
void Single_Write_IIC(u8 SlaveAddress,u8 REG_Address,u8 REG_data)
{
    IIC_Start();                  //起始信号
    IIC_SendByte(SlaveAddress);   //发送设备地址+写信号
    IIC_SendByte(REG_Address);    //内部寄存器地址， //请参考中文pdf22页 
    IIC_SendByte(REG_data);       //内部寄存器数据， //请参考中文pdf22页 
    IIC_Stop();                   //发送停止信号
}

/* 单字节读取 --------------------------------------------------------- */
u8 Single_Read_IIC(u8 SlaveAddress, u8 REG_Address)
{  
    u8 REG_data;
    IIC_Start();                          //起始信号
    IIC_SendByte(SlaveAddress);           //发送设备地址+写信号
    IIC_SendByte(REG_Address);            //发送存储单元地址，//从0开始 
    IIC_Start();                          //起始信号
    IIC_SendByte(SlaveAddress+1);         //发送设备地址+读信号
    REG_data = IIC_RecvByte();            //读出寄存器数据
    IIC_SendACK();   
    IIC_Stop();                           //停止信号
    return REG_data; 
}


//引脚端口过滤器 返回值为 引脚端口的时钟编号
uint16_t GPIO_Filter( GPIO_TypeDef * GPIOx )
{    
    uint32_t RCC_GPIOx = 0; 

    if( GPIOx == GPIOA )
    {
        RCC_GPIOx = RCC_APB2Periph_GPIOA;
    }
    else if( GPIOx == GPIOA )
    {
        RCC_GPIOx = RCC_APB2Periph_GPIOA;
    }
    else if( GPIOx == GPIOB )
    {
        RCC_GPIOx = RCC_APB2Periph_GPIOB;
    }
    else if( GPIOx == GPIOC )
    {
        RCC_GPIOx = RCC_APB2Periph_GPIOC;
    }
    else if( GPIOx == GPIOD )
    {
        RCC_GPIOx = RCC_APB2Periph_GPIOD;
    }
    else if( GPIOx == GPIOE )
    {
        RCC_GPIOx = RCC_APB2Periph_GPIOE;
    }
    else if( GPIOx == GPIOF )
    {
        RCC_GPIOx = RCC_APB2Periph_GPIOF;
    }
    else if( GPIOx == GPIOG )
    {
        RCC_GPIOx = RCC_APB2Periph_GPIOG;
    }

    return RCC_GPIOx;
}
STM32 软件模拟IIC
qq_44011116的博客
02-05 1万+
1、IIC通讯过程 SCL和SDA在空闲时候均为高电平。 MCU接收到通讯命令后，首先广播从机地址（例：MPU6050地址为0x68,0x69）+读/写操作，从机收到后产生应答，随后开始SCL强制拉低，开始传送一字节数据 ①收到应答信号后，继续传送第二个字节…… ②收到非应答信号后，停止传输 2、IIC通讯协议 从图中可以看到 IIC起始信号：SCL保持高电平，SDA从高电平跳变到低电平 IIC结束信号：SCL保持高电平，SDA从低电平跳变到高电平 开始和结束信号的SCL相同，SDA相反。 IIC应答信
STM32学习（MCU控制）（I2C 模拟 and E2PROM）
最新发布
嵌入式新兵
10-29 1429
IIC（集成电路总线）是一种由飞利浦开发的双线制同步串行通信总线，广泛应用于板内集成电路间的低速短距通信。其特点包括引脚少（仅需SDA数据线和SCL时钟线）、协议简单、支持多主多从设备。典型应用场景包括传感器访问（如温湿度、加速度计）、执行器控制（如LED驱动）、存储器读写（EEPROM）和实时时钟通信。 IIC通信通过起始信号（SCL高电平时SDA高→低跳变）启动，包含7位设备地址（支持128个设备）和1位读写标志（0写1读）。数据以8位形式传输，每个字节后需从设备应答（ACK低电平确认）。传输过程需严格
STM32软件模拟IIC
Pain_Love的博客
02-09 7255
IIC总线 一、与IIC有关的知识 （1）IIC属于半双工通信方式 （2）IIC的协议     1.空闲状态：IIC的SCL和SDA两条线均处于高电平状态，此时即释放总线     2.起始信号（Start）:SCL为高电平期间，SDA产生一个下降沿信号     3.停止信号（End）:SCL为高电平期间，SDA产生一个上升沿信号     4.应答信号ACK: 发送器每发送一个字节，就
STM32模拟IIC读取PCF8563
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在本项目中，我们将探讨如何使用STM32模拟IIC（Inter-Integrated Circuit）通信协议来读取PCF8563时钟芯片的数据。 IIC是一种多主机、两线制的串行总线，常用于微控制器与外部设备之间的通信，如传感器、实时时钟...
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STM32模拟IIC驱动MB85RC128
06-16
本文将详细介绍如何使用STM32通过模拟IIC（Inter-Integrated Circuit）协议来驱动MB85RC128。 首先，了解IIC协议。IIC是一种多主机、双向二线制同步串行接口，由飞利浦公司（现NXP）开发，适用于短距离、低速的通信...
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在本项目中，我们将探讨如何使用STM32F103模拟IIC（Inter-Integrated Circuit）通信协议来访问PCA9555扩展器。PCA9555是一款I2C接口的多功能IO扩展芯片，提供了16个可编程的输入/输出端口，适用于多种应用场合。 ...
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09-11
在本文中，我们将探讨如何使用STM32通过模拟IIC（Inter-Integrated Circuit）通信协议来读取PCF8574扩展IO芯片的数据。PCF8574是一款低功耗、8位并行I/O扩展器，它通过IIC接口与主控器进行通信，可以将STM32的GPIO...
STM32的IIC软件模拟
11-08
亲测有效
STM32F103模拟IIC程序（亲测可用）
07-31
STM32F103模拟IIC程序（亲测可用）
stm32之软件模拟IIC
TSC1235的专栏
09-27 1047
在之前的文章中分析过时序，也测试过stm32的功能，这里大致写下如何模拟stm32上的IIC。实验硬件基于stm32f103c8t6废话不多说，先直接上代码。
stm32--软件模拟IIC
NL_6083的博客
04-04 1319
软件模拟IIC
关于STM32的模拟IIC
A_lanmao123的博客
01-23 662
最近项目中用到了台产的触摸芯片，通信方式是IIC，网上的大神们讲STM32的硬件IIC有问题，我还没有验证，于是就用IO口进行软件模拟IIC通信，遇到一些小问题，于是写在博客中记录一下。 下面是IIC总线的驱动程序，由于注释的编码格式不同，注释显示为乱码，所以我就把注释取消掉了，程序还是很好理解的。 首先是IIC起始信号产生 void i2c_Start(void) { I2C_SDA_
基于STM32F407的模拟IIC
优快云323578725的博客
04-16 1078
当第九个时钟脉冲为高电平，数据线保持低电平表示应答成功，数数据线保持低电平表示不应答。起始位过后，根据时钟线的电平来读写数据，当时钟线由低变高时，数据线电平或高或低，这时候都表示读数据，低电平读0，高电平读1。在时钟线SCL保持高电平期间，数据线SDA被释放，使得SDA返回高电平（即正跳变），称为IIC总线的停止信号。起始位过后，时钟线会重复生成高低电平脉冲信号，当时钟线（SCL）由低变高时表示读数据，时钟线由高边低时，数据线呈现下降沿或上升沿表示写数据，下降沿写0，上升沿写1。由高变低时表示写数据。
基于STM32 模拟IIC
m0_48861864的博客
06-01 380
自己测试已调通，记录一下自己的笔记和分享给有需要的伙伴节省调试时间（该模拟IIC使用两个普通IO口PA.1/PA.2）可根据自己的模拟IIC口修改使用可移植到到自己的工程使用（包括iic.c和iic.h两个文件）
STM32模拟IIC通信
ABCisCOOL的博客
03-26 997
study again！
STM32模拟iic
12-29
### STM32 模拟 IIC (I²C) 协议实现方法 #### 开启时钟配置 为了使能STM32上的IIC功能，需先开启相应的外设时钟。对于通过GPIO模拟IIC的情况，同样需要打开对应的GPIO端口时钟。 ```c RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE); RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB | RCC_APB2Periph_AFIO, ENABLE); ``` 上述代码片段展示了如何启用I2C2以及关联的GPIO端口时钟[^1]。 #### GPIO初始化设置 接下来定义SCL和SDA引脚模式为开漏输出，并确保它们处于高电平状态： ```c void IIC_Init(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct; // 配置PB6作为SCL GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6; GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); // 配置PB7作为SDA GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_7; HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct); IIC_SCL_HIGH(); IIC_SDA_HIGH(); } ``` 这段程序完成了对两个关键引脚的功能设定并拉高初始电压水平[^5]。 #### 发送起始条件 当主机想要发起一次传输过程时，会发出一个特殊的起始信号给所有连接到该总线上的从机识别。 ```c void IIC_Start(void) { IIC_SDA_OUT(); /* 设置SDA为输出 */ IIC_SCL_HIGH(); delay_us(4); /* tHD;STA >= 4us */ IIC_SDA_HIGH(); delay_us(4); /* tSU;STA >= 4us */ IIC_SDA_LOW(); delay_us(4); /* tLOW;(START) >= 4.7us */ IIC_SCL_LOW(); delay_us(4); /* tHD;DAT >= 4us */ } ``` 此函数实现了标准规定的启动序列，即在保持SCL高位期间将SDA由高变低的操作[^4]。 #### 结束条件处理 每次数据交换完成后都需要发送停止位告知其他节点当前事务已经结束。 ```c void IIC_Stop(void) { IIC_SDA_OUT(); /* 设置SDA为输出 */ IIC_SCL_LOW(); delay_us(4); /* tSU;STO >= 4us */ IIC_SDA_LOW(); delay_us(4); /* tBUF >= 4.7us */ IIC_SCL_HIGH(); delay_us(4); /* tHIGH(min) >= 4us */ IIC_SDA_HIGH(); delay_us(4); /* tSU;STO >= 4us */ } ``` 这里描述了释放总线控制权的标准流程，在SCL变为高之前让SDA先行回到高电平位置。 #### 数据收发操作 针对每一个字节的数据交互都遵循特定的时间安排来进行同步化管理。 ```c uint8_t IIC_SendByte(uint8_t byte) { uint8_t i, ack; for(i=0 ; i<8 ; i++) { if(byte&0x80) IIC_SDA_HIGH(); else IIC_SDA_LOW(); byte <<= 1; IIC_SCL_HIGH(); delay_us(1); IIC_SCL_LOW(); delay_us(1); } IIC_SDA_IN(); /* 准备接收ACK/NACK */ IIC_SCL_HIGH(); delay_us(1); ack=(READ_PIN(GPIOB, GPIO_PIN_7)==SET)?ERROR:SUCCESS;/* 判断是否收到应答*/ IIC_SCL_LOW(); delay_us(1); return ack; } uint8_t IIC_ReadByte(unsigned char last) { unsigned char i,receive=0; IIC_SDA_IN(); /* 将SDA设置成输入*/ for(i=0;i<8;i++) { receive<<=1; IIC_SCL_LOW(); delay_us(1); IIC_SCL_HIGH(); delay_us(1); if(READ_PIN(GPIOB, GPIO_PIN_7)) receive |= 0x01; } if(!last){ IIC_NAck(); /* 如果不是最后一个字节，则返回NACK */ }else{ IIC_Ack(); /* 否则返回ACK */ } return receive; } ``` 这两部分分别负责向目标设备写入单个字符以及从中读取信息，同时包含了必要的握手确认机制以维持通信链路稳定运行[^3]。
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