20230429iic通信接收温湿度

已于 2023-04-30 17:37:54 修改
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文章标签： 单片机 stm32 嵌入式硬件
于 2023-04-29 23:56:14 首次发布
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该代码实现了一个基于STM32MP1xx微处理器的模拟I2C通信协议，用于与I2C总线上的设备进行交互。通过定义宏和函数，详细描述了开始信号、停止信号、数据传输和应答检测的过程。此外，还包括了对SI7006湿度和温度传感器的初始化和数据读取函数。

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

#ifndef __IIC_H__
#define __IIC_H__
#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.h"

/* 通过程序模拟实现I2C总线的时序和协议
 * GPIOF ---> AHB4
 * I2C1_SCL ---> PF14
 * I2C1_SDA ---> PF15
 *
 * */

#define SET_SDA_OUT     do{GPIOF->MODER &= (~(0x3 << 30)); \
							GPIOF->MODER |= (0x1 << 30);}while(0)
#define SET_SDA_IN      do{GPIOF->MODER &= (~(0x3 << 30));}while(0)

#define I2C_SCL_H       do{GPIOF->BSRR |= (0x1 << 14);}while(0)
#define I2C_SCL_L       do{GPIOF->BRR |= (0x1 << 14);}while(0)

#define I2C_SDA_H       do{GPIOF->BSRR |= (0x1 << 15);}while(0)
#define I2C_SDA_L       do{GPIOF->BRR |= (0x1 << 15);}while(0)

#define I2C_SDA_READ    (GPIOF->IDR & (0x1 << 15))

void delay_us(void);
void i2c_init(void);
void i2c_start(void);
void i2c_stop(void);
void i2c_write_byte(unsigned char  dat);
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack);
unsigned char i2c_wait_ack(void);       
void i2c_ack(void);
void i2c_nack(void);

#endif 

#include "iic.h"
extern void printf(const char* fmt, ...);
/*
 * 函数名 ： delay_us
 * 函数功能：延时函数
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void delay_us(void)
{
	unsigned int i = 2000;
	while(i--);
}
/*
 * 函数名 ： i2c_init
 * 函数功能： i2C总线引脚的初始化， 通用输出，推挽输出，输出速度，
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void i2c_init(void)
{
 	// 使能GPIOF端口的时钟
	RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1 << 5);
	// 设置PF14，PF15引脚为通用的输出功能
	GPIOF->MODER &= (~(0xF << 28));
	GPIOF->MODER |= (0x5 << 28);
	// 设置PF14, PF15引脚为推挽输出
	GPIOF->OTYPER &= (~(0x3 << 14));
	// 设置PF14, PF15引脚为高速输出
	GPIOF->OSPEEDR |= (0xF << 28);
	// 设置PF14, PF15引脚的禁止上拉和下拉
	GPIOF->PUPDR &= (~(0xF << 28));
	// 空闲状态SDA和SCL拉高 
	I2C_SCL_H;
	I2C_SDA_H;
}



/*
 * 函数名：i2c_start
 * 函数功能：模拟i2c开始信号的时序
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void i2c_start(void)
{
	/*
	 * 开始信号：时钟在高电平期间，数据线从高到低的变化
	 *     --------
	 * SCL         \
	 *              --------
	 *     ----
	 * SDA     \
	 *          --------
	 * */	
	SET_SDA_OUT;//1.设置数据线输出模式
	I2C_SCL_H;//2.在SCL拉高
	delay_us();
	I2C_SDA_H;//3.SDA拉高
	delay_us();
	I2C_SDA_L;//4.SDA拉低
	I2C_SCL_L;//5.SCL拉低，起始信号产生之后，总线处于占用状态
}

/*
 * 函数名：i2c_stop
 * 函数功能：模拟i2c停止信号的时序
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void i2c_stop(void)
{
	/*
	 * 停止信号 ： 时钟在高电平期间，数据线从低到高的变化 
	 *             ----------
	 * SCL        /
	 *    --------
	 *    ---         -------
	 * SDA   X       /
	 *    --- -------
	 * */
	SET_SDA_OUT;//1.设置数据线输出模式
	I2C_SCL_L;//2.SCL拉低
	delay_us();
	I2C_SDA_L;//3.SDA拉低
	delay_us();
	I2C_SCL_H;//4.SCL拉高
	delay_us();
	I2C_SDA_H;//5.SDA拉高
	delay_us();
}

/*
 * 函数名： i2c_write_byte
 * 函数功能：主机向i2c总线上的从设备写8bits数据
 * 函数参数：dat : 等待发送的字节数据
 * 函数返回值： 无
 * */

void i2c_write_byte(unsigned char dat)
{
	/*
	 * 数据信号：时钟在低电平期间，发送器向数据线上写入数据
	 * 			时钟在高电平期间，接收器从数据线上读取数据 
	 *      ----          --------
	 * 	SCL     \        /        \
	 *           --------          --------
	 *      -------- ------------------ ---
	 * 	SDA         X                  X
	 *      -------- ------------------ ---
	 *
	 *      先发送高位在发送低位 
	 * */ 
	unsigned int i;
	SET_SDA_OUT;//1.设置数据线输出模式 
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		I2C_SCL_L;	//2.SCL拉低,向数据线上写入数据
		delay_us();
		if(dat & 0x80) //3.判断向数据上写入的是高/低电平
			I2C_SDA_H; //4.向数据线上写入高电平
		else
			I2C_SDA_L;//5.向数据线上写入低电平
		delay_us();
		I2C_SCL_H; //6.SCL拉高，从数据线读取数据
		delay_us();
		delay_us();
		dat <<= 1;
	}
}
/*
 * 函数名：i2c_read_byte
 * 函数功能： 主机从i2c总线上的从设备读8bits数据, 
 *          主机发送一个应答或者非应答信号
 * 函数参数： 0 ： 应答信号   1 ： 非应答信号
 * 函数返回值：读到的有效数据
 *
 * */
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack)
{
	/*
	 * 数据信号：时钟在低电平期间，发送器向数据线上写入数据
	 * 			时钟在高电平期间，接收器从数据线上读取数据 
	 *      ----          --------
	 * 	SCL     \        /        \
	 *           --------          --------
	 *      -------- ------------------ ---
	 * 	SDA         X                  X
	 *      -------- ------------------ ---
	 *
	 *      先接收高位， 在接收低位 
	 * */
	unsigned int i;
	unsigned char dat = 0; //1.存储读取到的数据
	SET_SDA_IN;//2.设置数据线输入模式
	//2.for循环 
	for(i=0;i<8;i++)
	{
		I2C_SCL_L; //3.数据向数据线上写入完成
		delay_us();
		delay_us();
		I2C_SCL_H; //4.SCL拉高,从总线上读取数据
		delay_us();
		dat <<= 1;
		if(I2C_SDA_READ) //5.读取数据
			dat |= 1; //6.读取为高电平
		else
			dat |= 0; //7.读取低电平
		delay_us();
	}
	//3.判断参数ack 调用相应应答/非应答函数
	if(!ack)
		i2c_ack(); //主机给从机发送应答信号
	else
		i2c_nack();//主机给从机发送非应答信号
	return dat;
}
/*
 * 函数名： i2c_wait_ack
 * 函数功能： 主机作为发送器时，等待接收器返回的应答信号
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：
 *					0：接收到的应答信号
 *                  1：接收到的非应答信号
 * */
unsigned char i2c_wait_ack(void)
{
	/*
	 * 主机发送一个字节之后，从机给主机返回一个应答信号
	 *
	 *                   -----------
	 * SCL              /   M:读    \
	 *     -------------             --------
	 *     --- ---- --------------------
	 * SDA    X    X
	 *     ---      --------------------
	 *     主  释   从机    主机
	 *     机  放   向数据  读数据线
	 *         总   线写    上的数据
	 *         线   数据
	 * */	
	I2C_SCL_L;//1.SCL拉低
	delay_us();
	I2C_SDA_H;//2.释放SDA
	delay_us();
	SET_SDA_IN;//3.设置数据线输入模式
	delay_us();
	I2C_SCL_H;//4.SCL拉高
	delay_us();
	if(I2C_SDA_READ)//5.读取数据线上数据
		return 1; //6.非应答信号
	I2C_SCL_L; //7.总线处于占用状态	
	return 0; //8.应答信号
} 
/*
 * 函数名： iic_ack
 * 函数功能： 主机作为接收器时，给发送器发送应答信号
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void i2c_ack(void)
{
	/*            --------
	 * SCL       /        \
	 *    -------          ------
	 *    ---
	 * SDA   X 
	 *    --- -------------
	 * */
	SET_SDA_OUT;//1.设置数据线输出模式
	I2C_SCL_L;//2.SCL拉低
	delay_us();
	I2C_SDA_L;//3.SDA拉低
	delay_us();
	I2C_SCL_H;//4.SCL拉高
	delay_us();
	delay_us();
	I2C_SCL_L;//5.SCL拉低,总线处于占用状态
}
/*
 * 函数名： iic_nack
 * 函数功能： 主机作为接收器时，给发送器发送非应答信号
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
 * */
void i2c_nack(void)
{
	/*            --------
	 * SCL       /        \
	 *    -------          ------
	 *    --- ---------------
	 * SDA   X 
	 *    --- 
	 * */	
	SET_SDA_OUT;//1.设置数据线输出模式
	I2C_SCL_L;//2.SCL拉低
	delay_us();
	I2C_SDA_H;//3.SDA拉低
	delay_us();
	I2C_SCL_H;//4.SCL拉高
	delay_us();
	delay_us();
	I2C_SCL_L;//5.SCL拉低,总线处于占用状态
}



#ifndef __SI7006_H__
#define __SI7006_H__

#include "iic.h"
#define        SI7006_SLAVE      0x40

void si7006_init(void);

unsigned short si7006_read_hum_data(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr);
short si7006_read_temp_data(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr);


#endif //__SI7006_H__

#include "iic.h"
#include "si7006.h"
extern void delay_ms(unsigned int ms);
/*
 * 函数名：si7006_init
 * 函数功能：SI7006芯片的初始化
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
*/
void si7006_init(void)
{
	//0xE6 0x3A
	i2c_init();
	i2c_start();
	i2c_write_byte(SI7006_SLAVE << 1 | 0);
	i2c_wait_ack();
	i2c_write_byte(0xE6);
	i2c_wait_ack();
	i2c_write_byte(0x3A);
	i2c_wait_ack();
	i2c_stop();
}
/*
 * 函数名：si7006_read_data
 * 函数功能：读取SI7006的转换结果
 * 函数参数：
 *     slave_addr ： 从机地址
 *     reg_addr ： 寄存器地址
 * 函数返回值：无
*/
unsigned short si7006_read_hum_data(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr)
{
	unsigned short dat;
	unsigned char dat_h;
	unsigned char dat_l;
	i2c_start();
	i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 0);
	i2c_wait_ack();
	i2c_write_byte(reg_addr);
	i2c_wait_ack();
	i2c_start();
	i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 1);
	i2c_wait_ack();
	delay_ms(10);//延时函数
	dat_h = i2c_read_byte(0);
	dat_l = i2c_read_byte(1);
	i2c_stop();
	dat = dat_h;
	dat <<= 8;
	dat |= dat_l;	
	return dat;
}


short si7006_read_temp_data(unsigned char slave_addr, 
		unsigned char reg_addr)
{
	short dat;
	unsigned char dat_h;
	unsigned char dat_l;
	i2c_start();
	i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 0);
	i2c_wait_ack();
	i2c_write_byte(reg_addr);
	i2c_wait_ack();
	i2c_start();
	i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 1);
	i2c_wait_ack();
	delay_ms(10);//延时函数
	dat_h = i2c_read_byte(0);
	dat_l = i2c_read_byte(1);
	i2c_stop();
	dat = dat_h;
	dat <<= 8;
	dat |= dat_l;	
	return dat;
}



#include "iic.h"
#include "si7006.h"
extern void printf(const char *fmt, ...);

//extern char buffer[50] = {0};

void delay_ms(int ms)
{
	int i,j;

	for(i = 0; i < ms;i++)

		for (j = 0; j < 1800; j++);
}
int main()

{
	short temp;
	unsigned short hum;
	si7006_init();
	while(1)
	{
		hum = si7006_read_hum_data(SI7006_SLAVE,0xE5);

		temp = si7006_read_temp_data(SI7006_SLAVE,0xE0);

		printf("hum = %d\n",125*hum/65536 - 1);

		printf("temp = %d\n",176*temp/65536 - 47);
	}
	return 0;
}
ASAIR奥松电子AHT30温湿度传感器IIC通信
qq_33722367的博客
07-03 989
广州奥松电子，AHU30,IIC通信
STM32基于IIC的温湿度读取以及OLED显示
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12-13 1188
I2C总线是一种半双工（Half-Duplex）协议，意味着数据在任何时刻只能单向传输。双线制通信：SDA（数据线）和SCL（时钟线）。主从结构：I2C总线可以支持多个设备，其中一个设备作为主设备（Master），控制时钟线，其他设备为从设备（Slave）。地址分配：每个I2C设备都有一个唯一的地址，通常为7位或10位。同步传输：主设备控制SCL线的时钟信号，确保数据传输按时序进行。I2C协议是一个简单、灵活的串行总线通信协议，广泛应用于嵌入式系统中的低速设备通信。
IIC协议采集温湿度
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11-18 112
AHT20是国内奥松生成的I2C接口的MEMS温湿度传感器，ADC位数为20Bit，具有体积小、精度高、成本低等优点。相较于AHT10，最显著的变化是体积由 541.6mm，缩小到 331.0mm。相对湿度精度 RH=±2%，温度精度 T=±0.3°C。相对湿度测量范围 RH=0~100%，温度测量范围 T=-40~85°C。从数据手册上看，AHT10/15/20只是供电电压不同，其他参数没有什么不同，其中AHT15具有聚四氟乙烯防水防尘膜，允许传感器在恶劣环境条件下使用(如喷淋水和高接触灰尘)。
【STM32 IIC通信与温湿度传感器AHT20（I2C_AHT20）】
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提示：文章写完后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档。
IIC协议读取温湿度数据
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IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由NXP（原PHILIPS）公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。多用于主控制器和从器件间的主从通信，在小数据量场合使用，传输距离短，任意时刻只能有一个主机等特性。I2C 是很常见的一种总线协议， I2C 是 NXP 公司设计的， I2C 使 用两条线在主控制器和从机之间进行数据通信。
基于IIC总线的温湿度传感器，你用过吗
程序员小哈的专栏
01-12 3658
大家好，我是程序员小哈。 又到了知识分享时间，今天我给大家分享一个温湿度传感器模块，我们之前分享过DHT11和DHT21两款温湿度传感器，它俩是基于单总线输出信号的传感器模块，只需要一个GPIO即可实现温湿度数据的获取。 本文即将介绍的 ZS05 模块，是一个基于IIC总线的温湿度传感器模块。 管脚定义 引脚 名称 含义 实际连接 1 VCC 供电，2.7~5.5V 3.3V 2 SDA 数据引脚 PB7 3 GND 电源地 GND 4 SCL 时钟脚 PB6 同类产品对比
STM32-IIC协议采集温湿度
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I2C总线通信协议是一种由Philips公司开发的串行通信协议，它允许在系统内将多个设备连接到一条总线上进行通信。由于其引脚少、硬件实现简单、可扩展性强，且不需要外部收发设备等特点，被广泛应用于嵌入式系统和其他需要少量设备相互通信的应用程序中。I2C协议层定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。在设备和系统之间，通过定义通信模式的语言进行通信，该语言规定了电气方面、传输速率、位排序和位模式含义等。
IIC通信案例基于温湿度传感器AHT10
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07-31 157
第一阶段 第二阶段
实验：IIC协议读取温湿度数据
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11-19 172
这里我们使用的是HAL库的方式来实现，需要注意的是前面在STM32CubeMX里面的项目配置，我们需要把端口配置好，这样的话进入keil才没有问题，同时我们也需要去尽量了解代码，懂得其一些基本原理，那么本次实验就是比较成功的。使用： 需要在控制产生 I2C 的起始信号时，控制作为SCL 线的 GPIO 引脚输出高电平，然后控制作为 SDA 线的 GPIO 引脚在此期间完成由高电平至低电平的切换，最后再控制SCL线切换为低电平，这样就输出了一个标准的 I2C 起始信号。
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嵌入式作业十二（IIC协议采集温湿度）
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5. **中断和DMA**：可能使用中断处理IIC通信事件，如数据接收完成，或使用DMA（Direct Memory Access）技术提高数据传输效率。 6. **错误处理**：处理可能出现的通信错误，如数据溢出、超时或ACK信号未正确接收。 ...
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本文将详细介绍"AHT20模拟IIC获取温湿度的驱动代码"的相关知识点，以及如何通过提供的"AHT20_DEMO_V1_2.c"和"AHT20_DEMO_V1_2.h"文件来实现这一功能。 AHT20是一款高精度的温湿度传感器，由ams AG公司生产。它具有...
CC2530 2531 单片机实验例程源码- 模拟IIC 之SHT20温湿度传感器
10-14
在本文中，我们将深入探讨如何使用CC2530或CC2531单片机进行模拟IIC通信，特别是针对SHT20温湿度传感器的实验例程。IIC（Inter-Integrated Circuit），又称I²C，是一种多主机、双向两线式串行总线，由飞利浦（现NXP...
STC单片机+SHT20温湿度传感器 - 串口调试助手显示（模拟IIC）.rar
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UART允许单片机将接收到的温湿度数据转换成ASCII字符流，然后通过串口发送到电脑，由串口调试助手软件显示。这有助于开发者实时监测传感器的读数，进行参数调整和故障排查。 在开发过程中，首先需要设置STC单片机的...
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单片机-STM32部分：9-1、触控检测芯片
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05-09 446
该芯片内建稳压电路，提供稳定电压给触摸感应电路使用， 同时内部集成高效完善的触摸检测算法，使得芯片具有稳定的触摸检测效果。玻璃盖板下通过一个触摸PAD连接到触摸芯片中，触摸PAD可以用PCB铜箔、金属片、平顶圆柱弹簧、导电棉、导电油墨、导电橡胶、导电玻璃的ITO层等。当有人体手指靠近触摸按键时，人体手指与大地构成的感应电容并联焊盘与大地构成的感应电容，会使总感应电容值增加。电容式触摸按键IC在检测到某个按键的感应电容值发生改变后，将输出某个按键被按下的确定信号。同时添加LED1作为测试效果展示。
MCU存储系统架构解析
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05-09 253
最后是片上Flash，用来存储程序代码和配置参数，容量范围比较大（几百KB到几MB）。现在的设计会把Flash分成Code区和Data区，Code区能做到零等待周期执行。另外还支持OTA升级，通过独立的DFlash分区实现不停机更新，这个在车载MCU上用得比较多。然后是片上SRAM，作为CPU的主内存，容量比寄存器大很多（几十KB到几百KB）。它采用SRAM技术，不需要刷新电路，特别适合低功耗场景。首先是寄存器层，它直接集成在CPU内核里，速度最快（纳秒级），但容量比较小（KB级）。
硬件设备基础
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05-12 838
首先 ARM 架构支持 7 种类型的异常，分别是：复位异常，系统重启或开机时会产生此异常。处理器无法识别指令的异常，处理器执行的指令是有规范的，如果尝试执行不符合要求的指令，就会产生此异常。软中断，软件中需要去打断处理器工作，可以使用软中断来执行，当执行 SWI 指令时就会产生此异常。预取指令失败，ARM 在执行指令的过程中，要先去预取指令准备执行，如果预取指令失败，就会产生该异常。读取数据失败。普通中断。快速中断。异常发生时，ARM。
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