模拟IIC协议驱动备忘

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#stm32 #单片机 #iic

前言

由于iic协议的通信频率不是特别高， 通过软件模拟的话， 在使用开发上， 整体会更加自由与方便。
更多详情，请直接参考飞利浦的iic协议手册。

代码范例

/**
  ******************************************************************************
  * @file    led configure
  * @author  wallea hu
  * @brief   
  ******************************************************************************
  */
 /* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "soft_i2c.h"

/* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define IIC_GPIO_CLK				LL_IOP_GRP1_PERIPH_GPIOC
#define IIC_SCL_GPIOx 			GPIOC
#define SCL_PIN 						LL_GPIO_PIN_6
#define IIC_SDA_GPIOx 			GPIOC
#define SDA_PIN 						LL_GPIO_PIN_9

#define SCL_H         LL_GPIO_SetOutputPin(IIC_SCL_GPIOx,   SCL_PIN)
#define SCL_L         LL_GPIO_ResetOutputPin(IIC_SCL_GPIOx, SCL_PIN)
#define SDA_H         LL_GPIO_SetOutputPin(IIC_SDA_GPIOx,   SDA_PIN)
#define SDA_L         LL_GPIO_ResetOutputPin(IIC_SDA_GPIOx, SDA_PIN)
#define SCL_READ      LL_GPIO_IsInputPinSet(IIC_SCL_GPIOx,  SCL_PIN)
#define SDA_READ   		LL_GPIO_IsInputPinSet(IIC_SDA_GPIOx,  SDA_PIN)

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
/* Private function  -----------------------------------------------*/
/**
  * @brief  This function configures IIC Delay for multi-NOP
  * @param  None
  * @retval None
  */
#define I2C_DELAY_COUNT  20    // ~= 19.41khz
__STATIC_INLINE void I2C_DELAY(void){
		int tmp_i2c_elay_count = I2C_DELAY_COUNT;
		do{
			__NOP;  
			__NOP;
		}while(tmp_i2c_elay_count--);
}
											
/**
  * @brief  This function configures IIC GPIO init
  * @param  None
  * @retval None
  */

void Configure_SOFT_IIC_GPIO()
{
  /* Enable the GPIOC Clock */
	LL_IOP_GRP1_EnableClock(IIC_GPIO_CLK);

  /* Configure SCL Pin as : High Speed, Open drain, Pull up */
  LL_GPIO_SetPinMode(IIC_SCL_GPIOx, SCL_PIN, LL_GPIO_MODE_OUTPUT);
  LL_GPIO_SetPinSpeed(IIC_SCL_GPIOx, SCL_PIN, LL_GPIO_SPEED_FREQ_HIGH);
  LL_GPIO_SetPinOutputType(IIC_SCL_GPIOx, SCL_PIN, LL_GPIO_OUTPUT_OPENDRAIN);
  LL_GPIO_SetPinPull(IIC_SCL_GPIOx, SCL_PIN, LL_GPIO_PULL_UP);
	/* Configure SDA Pin as : High Speed, Open drain, Pull up */
  LL_GPIO_SetPinMode(IIC_SDA_GPIOx, SDA_PIN, LL_GPIO_MODE_OUTPUT);
  LL_GPIO_SetPinSpeed(IIC_SDA_GPIOx, SDA_PIN, LL_GPIO_SPEED_FREQ_HIGH);
  LL_GPIO_SetPinOutputType(IIC_SDA_GPIOx, SDA_PIN, LL_GPIO_OUTPUT_OPENDRAIN);
  LL_GPIO_SetPinPull(IIC_SDA_GPIOx, SDA_PIN, LL_GPIO_PULL_UP);
	SCL_H;
	SDA_H;
	I2C_DELAY();
}

/**
  * @brief  This function configures i2c pin for input or output.
  * @param  None
  * @retval None
  */
#define I2C_SET_SDA_IN  LL_GPIO_SetPinMode(IIC_SDA_GPIOx, SDA_PIN, LL_GPIO_MODE_INPUT)
#define I2C_SET_SDA_OUT LL_GPIO_SetPinMode(IIC_SDA_GPIOx, SDA_PIN, LL_GPIO_MODE_OUTPUT)

/**
  * @brief  This function configures IIC Start
  * @param  None
  * @retval None
  */
int I2C_Start(void)
{
	I2C_SET_SDA_OUT;
	SDA_H;
	SCL_H;
	I2C_DELAY();
	if(!SDA_READ)
	{
		return 0;
	}
	SDA_L;
	I2C_DELAY();
	if(SDA_READ)
	{
		return 0;
	}
	SCL_L;
	return 1;
}

/**
  * @brief  This function configures IIC Stop
  * @param  None
  * @retval None
  */
void I2C_Stop(void)
{
	I2C_SET_SDA_OUT;
	//SCL_L;
	SDA_L;	
	SCL_H;
	I2C_DELAY();

	SDA_H;
	I2C_DELAY();	
}

/**
  * @brief  This function configures IIC Ack
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void I2C_Ack()
{
	SCL_L;
	I2C_SET_SDA_OUT;
	SDA_L;
	I2C_DELAY();
	SCL_H;
	I2C_DELAY();
	SCL_L;
}

/**
  * @brief  This function configures IIC NoAck
  * @param  None
  * @retval None
  */
static void I2C_NoAck()
{
	SCL_L;
	I2C_SET_SDA_OUT;
	
	I2C_DELAY();
	SDA_H;
	I2C_DELAY();
	SCL_H;
	I2C_DELAY();
	SCL_L;
}

/**
  * @brief  This function configures IIC getAck
  * @param  None
  * @retval None
  */
uint8_t I2C_GetAck(void)
{
  uint8_t times = 0;
	
	I2C_SET_SDA_IN;
	SDA_H;
	SCL_H;
	I2C_DELAY();
	while(SDA_READ)
	{
		times++;
		if(times> 250)
		{			
			SCL_L;
			return 0;
		}
	}
	SCL_L;
	return 1;
}
/**
  * @brief  This function configures IIC write data.
  * @param  None
  * @retval None
  */
void I2C_WriteByte(uint8_t Data)
{
  uint8_t cnt = 0;
	
  I2C_SET_SDA_OUT;
  for(cnt=0; cnt<8; cnt++)
  {
    SCL_L;                              
    I2C_DELAY();
 
    if(Data & 0x80)
    {
      SDA_H;                         
    }
    else
    {
      SDA_L;                         
    }
    Data <<= 1;
    SCL_H;                              
		I2C_DELAY();
  }
  SCL_L;                                   
  I2C_DELAY();
}

/**
  * @brief  This function configures IIC read byte
  * @param  None
  * @retval None
  */
uint8_t I2C_ReadByte(uint8_t ack)
{
  uint8_t cnt = 0;
  static uint8_t data = 0;
  
	data = 0;
	I2C_SET_SDA_IN;
  for(cnt=0; cnt<8; cnt++)
  {
    SCL_L;                                
    I2C_DELAY();
		
    SCL_H;                             
    data <<= 1;
    if(SDA_READ)
    {
      data |= 0x01;                              
    }
    I2C_DELAY();
  }
	
  if(ack == 1)
  {
     I2C_NoAck();
  }
  else
  {
     I2C_Ack();
  }
  return data;                                  
}

/**
  * @brief  a common method for writing device .
  * @param  None
  * @retval None
  */
int Common_WriteByte(uint16_t device, uint16_t addr, uint8_t data)
{
	I2C_Start();
	I2C_WriteByte(device << 1 | 0x00);
  if(!I2C_GetAck())
  {
		I2C_Stop();
		return 0;
  }
	
  I2C_WriteByte((uint8_t)(addr&0x00FF));   
  I2C_GetAck();
  I2C_WriteByte(data);
	I2C_GetAck();
  I2C_Stop();
	return 1;
}

/**
  * @brief  a common method for reading device.
  * @param  None
  * @retval None
  */
int Common_ReadByte(uint16_t device, uint16_t addr, uint8_t *data)
{
	I2C_Start(); 
	I2C_WriteByte(device << 1 | 0x00);
  if(!I2C_GetAck())
  {
		I2C_Stop();
		return 0;
  } 
	I2C_WriteByte((uint8_t)(addr & 0x00FF));
	I2C_GetAck();
	
  I2C_Start();
	I2C_WriteByte(device << 1 | 0x01);	
	if(!I2C_GetAck())
	{
		I2C_Stop();
		return 0;
  }
	
  *data = I2C_ReadByte(1);
	I2C_Stop();
	return 1;
}

/************************ (C) COPYRIGHT wallea Hu *****END OF FILE****/

使用注意点：

  • 主机读写从机的时候， 总线的时钟由主机来控制产生。
  • iic的引脚使用开漏输出，需要默认上拉，用推挽会导致mos出现短路现象， 上拉的时候，表示总线空闲， 下拉的时候，表示有效电平， 在主从应答的时候，便需要下拉为低电平。
  • 在进行读写操作时， 如果主机需要对从机继续操作的时候， 需要对从机进行ack， 而如果不需要的话， 务必先发送nack信号， 再发送stop信号， 否则有些从机会莫名死机或者影响后续的读写操作。
  • 在写数据的时候， 每写一次，要通过发送时钟， 读一下ack信号， 否则总线容易异常。
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