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/****************************************************************************** IIC通信原理介紹 I2C（Inter－Integrated Circuit）總線是由PHILIPS公司開發的兩線式（SCL、 SDA）串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。SDA（serial data line）表示串行數據線，SCL（serial clock line）為串行時鐘線，SDA是雙線數據線，既可以接收也可以發送數據。在使用時，SDA和SCL都必須利用外部上拉電阻連接到VCC（當總線空閑時可以保持高電平）。IIC總線快速模式下可以達到400kHZ的傳輸速率。每一個IIC器件都有一個唯一的可識別的地址。 ST（START）：IIC數據傳輸開始于一個起始信號。起始信號定義為當SCL為高電平 （HIGH）時SDA從高電平（HIGH）跳為低電平（LOW）； SAD（Slave Adress）：起始信號傳輸后，下一個Byte前7bit表示從機的地址，第8 位表示發送or接收數 據，若從機接收到前7bit，并與自己的地址比較，若匹配，則從機認為主機選中自己，需要 進行通信； ACK（Acknowledge）：主從機接收到數據后會發送一個應答信號； SP（STOP）：停止信號定義為當SCL線為高電平時，SDA從低電平（LOW）跳變為高電平（HIGH）。 以上僅僅是針對IIC通信的簡單的介紹，更加詳細的介紹請參考IIC的datesheet。 *****************************************************************************/ /****************************************************************************** 說明： 1、本文件主要功能是：用普通IO口模擬IIC實現通信功能 2、本文件版權屬思飛工作室 3、使用方法：在需要使用IIC的工程中，包含IIC.h和IIC.c文件 4、由于使用普通IO口模擬IIC，所以此處理論上可以用任意IO口來模擬 ******************************************************************************/ #include "IIC.h" #include "delay.h" /************************************************************************** 函數名稱:IIC_Init（void） 功能:初始化IIC使用的引腳。此處使用stm32的PB10/PB11來模擬IIC通信 參數：無 返回值 : 無 說明：端口配置需要使用CNFx[1:0],MODEx[1:0]相關位含義列出如下： MODEx[1:0] 00：輸入模式(復位后的狀態) 01：輸出模式，最大速度10MHz 10：輸出模式，最大速度2MHz 11：輸出模式，最大速度50MHz CNFx[1:0] 在輸入模式(MODE[1:0]=00)： 00：模擬輸入模式 01：浮空輸入模式(復位后的狀態) 10：上拉/下拉輸入模式 11：保留 在輸出模式(MODE[1:0]>00)： 00：通用推挽輸出模式 01：通用開漏輸出模式 10：復用功能推挽輸出模式 11：復用功能開漏輸出模式 ***************************************************************************/ void IIC_Init(void) { RCC->APB2ENR|=1<<3; //先使能外設IO PORTB時鐘 GPIOB->CRH&=0XFFFF00FF; //PB10,11 推挽輸出， CNFx[1:0],MODEx[1:0],配置0011表示推挽輸出 GPIOB->CRH|=0X00003300; GPIOB->ODR|=3<<10; //PB10 11輸出高 } /************************************************************************** 函數名稱:IIC_Start（void) 功 能:產生IIC起始信號（ST） 參 數：無 返回值 : 無 說明：IIC起始信號定義為當SCL為高電平（HIGH）時，SDA線從高到低的跳變 ***************************************************************************/ void IIC_Start(void) { SDA_OUT(); //SDA線輸出 IIC_SDA=1; //SDA為高電平輸出 delay_us(1); IIC_SCL=1; //SCL為高電平 delay_us(6); IIC_SDA=0; //START:when CLK is high,DATA change form high to low delay_us(6); IIC_SCL=0; //鉗住I2C總線，準備發送或接收數 據，避免在SCL為高電平期間，再次發出起始信號或者停止信號 delay_us(2); } /************************************************************************** 函數名稱: IIC_Stop（void） 功 能: 產生IIC停止信號（SP） 參 數：None 返回值 : None 說明 :IIC停止信號定義為當SCL為高電平（HIGH）時，SDA線從低到高的跳變 ***************************************************************************/ void IIC_Stop(void) { SDA_OUT(); //SDA線輸出 IIC_SDA=0; //SDA為低電平 delay_us(2); IIC_SCL=1; //SCL為高電平 delay_us(6); IIC_SDA=1; //STOP:when CLK is high DATA change form low to high delay_us(4); } /************************************************************************** 函數名稱: IIC_Wait_Ack（void） 功能: 等待應答信號到來 參數：無 返回值 : [1，接收應答失敗；0，接收應答成功] 說明：IIC通信時，接收到數據，從機（Slave）會發出ACK信號，一般是一個低電平 信號出現在SDA線上，若主機檢測到，則認為此次通信成功 注意：應答信號是在SCL為高電平器件，SDA一直為低電平表示應答 ***************************************************************************/ u8 IIC_Wait_Ack(void) { u8 ucErrTime=0; SDA_IN(); //SDA設置為輸入 IIC_SDA=1;delay_us(2); IIC_SCL=1;delay_us(2); while(READ_SDA) //若超過250個時鐘周期沒有收到應 答信號，認為通信失敗，返回1，并結束此次通信 { ucErrTime++; if(ucErrTime>250) { IIC_Stop(); return 1; } } IIC_SCL=0; //時鐘輸出0 return 0; //若通信成功，則返回0 } /************************************************************************** 函數名稱: IIC_Ack（） 功 能: 產生應答信號 ，主機從從機讀取數據后，向從機發出應答信號 參 數：None 返回值 : None 說明: 主機在接收到從機的數據后，向從機返回一個應答信號，繼續通信,在SCL為 高電平器件，SDA一直保持低電平表示應答 ***************************************************************************/ void IIC_Ack(void) { IIC_SCL=0; //SCL初始為低 SDA_OUT(); IIC_SDA=0; //SDA輸出低 delay_us(2); IIC_SCL=1; //SCL輸出高電平 delay_us(2); IIC_SCL=0; //SCL再輸出低電平，保證在SCL為高電平 期間，SDA始終保持高電平，表示應答信號 } /************************************************************************** 函數名稱: IIC_NAck（） 功能: 不產生應答信號，主機接收到從機的數據后，不發出應答信號 參 數：None 返回值 : None 說明：在IIC中SCL為高電平器件，SDA也保持高電平則表示不應答，NACK ***************************************************************************/ void IIC_NAck(void) { IIC_SCL=0; //SCL輸出低電平 SDA_OUT(); IIC_SDA=1; //SDA輸出高電平 delay_us(2); IIC_SCL=1; //SCL輸出高電平 delay_us(2); IIC_SCL=0; //SCL再次輸出低電平，保證SCL為高時， SDA一直為高 } /************************************************************************** 函數名稱: IIC_Send_Byte（） 功能: 主機發送一個字節數據到從機 參 數：需要發送的數據 返回值 : 無 說明: IIC每次傳輸的數據位8bit， ***************************************************************************/ void IIC_Send_Byte(u8 txd) { u8 t; SDA_OUT(); //SDA輸出 IIC_SCL=0; //拉低時鐘開始數據傳輸 for(t=0;t<8;t++) //循環八次，把txd中的8bit數據通過SDA線輸出，但同 時SCL時鐘也必須翻轉 { IIC_SDA=(txd&0x80)>>7; txd<<=1; delay_us(2); IIC_SCL=1; delay_us(2); IIC_SCL=0; delay_us(2); } } /************************************************************************** 函數名稱: IIC_Read_Byte（） 功能: IIC接收一個字節的內容 參數：ack表示是否返回ACK信號，若ack=1，則發送ACK（），否則發送NACK（） 返回值 : 返回讀出的8bit的數據 ***************************************************************************/ u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack) { u8 i,receive=0; SDA_IN(); //SDA設置為輸入 for(i=0;i<8;i++) //根據SDA電平的高低，決定receive的8bit信息 { 第 4 頁 IIC.txt IIC_SCL=0; delay_us(2); IIC_SCL=1; receive<<=1; if(READ_SDA)receive++; delay_us(2); } IIC_SCL = 0; if (!ack) IIC_NAck(); //發送nACK else IIC_Ack(); //發送ACK return receive; //返回讀到的數據 } /************************************************************************** 函數名稱：IIC_ReadReg(u8 DeviceAddr,u8ReadAddr) 功能：在指定的器件地址中指定的寄存器地址中讀出一個數據 參 數：DeviceAddr:從器件的地址 ReadAddr：寄存器的地址 返回值 : 讀到的數據 說明：讀取數據流程如下 master（主機）：ST SAD+W SUB SR SAD+R NMAK SP slave（從機） ： SAK SAK SAK DATA 其中各符號含義如下： ST ：起始信號 SAD+W：從器件地址+Write SAK：從機應答信號 SUB：寄存器地址 SR ：重新啟動 DATA ：數據 NMAK ：主機無應答 SP ：停止信號 **************************************************************************/ u8 IIC_ReadReg(u8 DeviceAddr,u8 ReadAddr) { u8 temp=0; IIC_Start(); //起始信號 IIC_Send_Byte(DeviceAddr); //發送器件地址 IIC_Wait_Ack(); //等待應答 IIC_Send_Byte(ReadAddr); //發送寄存器地址 IIC_Wait_Ack(); //等待應答 IIC_Start(); //重新啟動IIC總線 IIC_Send_Byte(DeviceAddr+1); //發送器件地址 IIC_Wait_Ack(); //再次等待應答 temp=IIC_Read_Byte(0); //只讀取1byte的數據，無需主機應答 IIC_Stop(); //產生一個停止條件 return temp;
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