IIC 通信

IIC 通用文件，文件是在NRF51xx 芯片基础，keil 平台开发测试通过，后期修改为STM32F2xx系列的配置。

文件百度云盘链接 ： https://pan.baidu.com/s/1AFxanwzrAViaubtERZMRsA  

注意：在用于STM32Fx 系列时注意引脚读取函数的选择！

下面是示波器现实，IIC通讯读的操作。

理论基础：

  • SCL为高，SDA发生变化，即为发生了特殊状态（ACK, NACK, START, STOP）
  • SCL为低，SDA发生变化，即为数据端发生跳变，这个是无影响的。
  • IIC总线在数据传输时，时钟信号为高电平，数据线上的数据必须保持稳定，只有在SCL上的信号为低电平时，SDA线才允许变
  • IIC_confing.h 主要是SIMU_IIC.c 文件的一些结构体和端口设置， I2c_Str 结构体可以再添加数据属性，包括后期的数据，主要用于 SIMU_IIC.c 文件内部使用。
  • /**************************************************************************//**
 * @file    IIC_confing.h     
 * @brief For IIC communication
 * @author ning lv
 * @version 0.01
 ******************************************************************************
 * @section License
 ******************************************************************************
 *
 *****************************************************************************/

#ifndef _I2C_CONFING_H_
#define _I2C_CONFING_H_

#ifdef __cplusplus
    extern "C" {
#endif

#include "SIMU_IIC.h"
/*
*** You can choose yours projects ...*/
//#define NRF51822   //试用在蓝牙芯片上
#define STM32F205       //

/*
*** Redefines the exact width signed integer type ...*/
//typedef unsigned              char uint8;
//typedef unsigned               int uint32;
//typedef   signed          char uint8_t;

/*
*** Define variables and structures ... */
typedef struct {
    uint32 SDA;            
    uint32 SCL;    
    uint32 GPIO;
}I2c_Str;

/*
***The global variable ... */
I2c_Str type_Struct; //all 
//sda  scl
typedef void(*pI2cLineF)(uint32 sda,uint32 scl);
pI2cLineF _I2cLine = _NULL;
// gpio
typedef void(*pI2cGpioF)(uint32 gpo);
pI2cGpioF _I2cGpio = _NULL;
/*
***Chip selection ... */
#if defined NRF51822
#define CHOOSE_IN                     _TRUE
#define CHOOSE_OUT                    _NULL
#elif defined STM32F205
#define CHOOSE_IN                 (GPIO_Mode_IN )
#define CHOOSE_OUT                (GPIO_Mode_OUT)
#define GPIO_PORT                 ((GPIO_TypeDef*)type_Struct.GPIO)
#endif

/*
***Output 0/1 ... */
#define SDA_OUT_H                           ( Gpio_Pin_Wr(type_Struct.SDA,_TRUE) )
#define SDA_OUT_L                           ( Gpio_Pin_Wr(type_Struct.SDA,_NULL) )
#define SCL_OUT_H                           ( Gpio_Pin_Wr(type_Struct.SCL,_TRUE) )
#define SCL_OUT_L                           ( Gpio_Pin_Wr(type_Struct.SCL,_NULL) )

/*
***Choose output/input ... */ 
#define SDA_SET_IN                    ( I2c_Pin_Dir (type_Struct.SDA,CHOOSE_IN) ) 
#define SDA_SET_OUT                    ( I2c_Pin_Dir (type_Struct.SDA,CHOOSE_OUT) )
#define SCL_SET_IN_                    ( I2c_Pin_Dir (type_Struct.SCL,CHOOSE_IN) )
#define SCL_SET_OUT                    ( I2c_Pin_Dir (type_Struct.SCL,CHOOSE_OUT) )
/*
*** Reads lines ... */ 
#define RD_SDA_IN                      ( Gpio_Pin_Red(type_Struct.SDA) ) 
#define RD_SCL_IN                      ( Gpio_Pin_Red(type_Struct.SCL) )

/*
*** times ... */ 
#define NOP()                                                ( __nop()     )
#define Iic_Delay(x)                                ( delay_us(x) )

#ifdef __cplusplus
    }
#endif
#endif /*_I2C_CONFING_H_*/
    SIMU_IIC.c 文件主要的运行文件，开头是所需的芯片头文件，特别注意的是delay_ms()；和delay_us()；两个函数要根据芯片的不同，配置设备的不同定向修改，修改的过程中可以用示波器具体调试时间。
  • //Header files ...
#include "IIC_confing.h"  //master and the explanation is here!!
#include "usart.h"

//Chip selection ...
#if defined NRF51822
#include "nrf_gpio.h"
#elif defined STM32F205
#include <stm32f2xx_gpio.h>
#endif

/*
***Function declaration ...*/
void Delay5us(void);
void Delay5us(void);
void Delay10us(void);
void Gpio_Pin_Wr(uint32 pin ,uint8 wr);
void I2c_Pin_Dir(uint32 pin, uint8 dir);
void Choose_I2c_Pin(uint32 sda,uint32 scl);
void Gpio_Confing(uint32 gpo);

//下面的可以发布在IIC.h 函数中，对外的接口设置
void I2c_Stop(void);
void I2c_NoAck(void);
void I2c_RecAck(void);
void I2c_Reset (void);
uint8 I2c_Start(void);
uint8 I2c_WaitACK(void);
uint8 I2c_RcvByte(void);
void I2c_SendByte(uint8 c);
uint8 Gpio_Pin_Red(uint32 pin);
void IIC_confing_Pin(uint32 sda,uint32 scl, uint32 gpo);
void delay_ms(uint32 volatile number_of_ms);
void delay_us(uint32 volatile number_of_us);

/**@brief Delay 1us
 */
 void Delay1us(void)
{
  NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
#if defined STM32F205    
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
    NOP();NOP();NOP();NOP();
#endif
}
/**@brief Delay 5us
 */
void Delay5us(void)
{
    Delay1us();
        Delay1us();
        Delay1us();
        Delay1us();
}

/**@brief Delay 10us
 */
void Delay10us(void)
{
    Delay5us();
    Delay5us();
}

/**@brief Delay(ms)  
 *
 * @param[in] number_of_ms 
 */
void delay_ms(uint32 volatile number_of_ms)
{
    number_of_ms = number_of_ms * 1000;
    while(number_of_ms != 0)
    {
            number_of_ms--;
      Delay1us();
    }
}

/**@brief Delay(us)  
 *
 * @param[in] number_of_us 
 */
void delay_us(uint32 volatile number_of_us)
{
         while(number_of_us != 0)
    {
        number_of_us--;
                Delay1us();
            
    }
}

/**@brief Select the I2C sda and scl pins. 
 */
void Choose_I2c_Pin(  uint32 sda,uint32 scl  )
{
     type_Struct.SDA = sda;
     type_Struct.SCL = scl;
}

/**@brief Function Pointers set GPIO
 */
void Gpio_Confing( uint32 gpo  )
{
    type_Struct.GPIO = gpo;
}

/**@brief Function Pointers set the sda and SCL pins
 */
void IIC_confing_Pin( uint32 sda,uint32 scl, uint32 gpo)
{
#if defined STM32F205
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
#endif
    _I2cGpio = (pI2cGpioF)Gpio_Confing;
    _I2cGpio(gpo);
    
    _I2cLine = (pI2cLineF)Choose_I2c_Pin ;
    _I2cLine(sda,scl);
}

/**@brief Iic_Pin_Dir  支持文件 STM32F2xx or NRF51822 
 *
 * @param[in] dir 
 */
#if defined ( STM32F205 )
void STM32F205_Pin_Dir (uint32 pin, uint8 dir)
{
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    if(GPIO_Mode_OUT == dir){
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    }else if(GPIO_Mode_IN == dir){
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN;
    }
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  pin;
    GPIO_Init(GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}
#elif defined ( NRF51822 )
void nRF51822_Pin_Dir (uint32 pin, uint8 dir)
{
    if ( dir == 0 ) {
            nrf_gpio_cfg_output(pin);
        }else {
            nrf_gpio_cfg_input(pin,NRF_GPIO_PIN_PULLUP);
        }       
}
#endif

/**@brief The pin line outputs 0/1.
 *
 * @param[in] dir 
 */
void I2c_Pin_Dir (uint32 pin, uint8 dir)
{
#if defined ( NRF51822 )
        nRF51822_Pin_Dir (pin, dir);
#elif defined ( STM32F205 )
        STM32F205_Pin_Dir (pin, dir);
#endif   
}


/**@brief SDA/SCL line write 0/1.
 *
 * @param[in] pin ,wr
 */

void Gpio_Pin_Wr(uint32 pin ,uint8 wr)
{
    if ( wr == 0 ) {
#if defined ( NRF51822 )
     nrf_gpio_pin_write(pin,0);
#elif defined ( STM32F205 )
     GPIO_WriteBit(GPIO_PORT , pin , 0);
#endif 
    }
    else {
#if defined ( NRF51822 )
         nrf_gpio_pin_write(pin,1);
#elif defined ( STM32F205 )
         GPIO_WriteBit(GPIO_PORT , pin , 1);
#endif 
    }       
}

/**@brief SDA/SCL line read 0/1.
 *
 * @param[in] pin 
 */
uint8 Gpio_Pin_Red(uint32 pin)
{
#if defined ( NRF51822 )
     return ((uint8) nrf_gpio_pin_read(pin));
#elif defined ( STM32F205 ) 
    return (uint8) GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_PORT , pin);
#endif     
}    

/**@brief IIC communication to prepare.
 *
 * @param[in] i2c_master 
 */
uint8 I2c_Start(void)
{
    /* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */
        I2c_Reset();
    
      SCL_SET_OUT;
      SDA_SET_OUT;  
    
      SDA_OUT_H;
      SCL_OUT_H;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
      if( !RD_SDA_IN ) {
            return I2C_BUSY; //BUSY
        }
        SDA_OUT_L;    
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
      if( RD_SDA_IN ) {
            return I2C_ERROR; //ERROR
        }
      SDA_OUT_L;/*CPU占线*/
      return I2C_TRUE;
}

/**@brief IIC stop the communication .
 *
 * @param[in] i2c_master 
 */
void I2c_Stop(void)
{
    /* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */
        SCL_OUT_L;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
      SDA_OUT_L;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
      SCL_OUT_H;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
      SDA_OUT_H;
}

/**@brief reset  
 */
void I2c_Reset (void)
{
    if( RD_SDA_IN == 0  
        //|| READ_SCL_IN == 0 
        ) 
    {    
        SCL_SET_OUT;
      SDA_SET_OUT;  
    Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
    
      SDA_OUT_H;
      SCL_OUT_H;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
        
        I2c_SendByte(0xFF);
        I2c_NoAck();       
        I2c_Stop();    
    }
}
/**@brief Send the data 'c' out,either as data or as an address.
 *
 * @param[in] C 
 */
void I2c_SendByte(uint8 c)
{
       uint8 i;
       i = 8;
  
        while(i--) 
        {
            SCL_OUT_L;    /*允许SDA 数据跳变*/
            Iic_Delay(I2C_DELAY_TM); 
            if( c&0x80) {
                SDA_OUT_H;    
            }
            else {
                SDA_OUT_L;
            }                
            
            c<<=1;          
            SCL_OUT_H;  /*SDA 数据保持 1us*/
            Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
        }    
       SCL_OUT_L;    
        SDA_OUT_H; /*CPU 释放总线*/
}

/**@brief Reads a bytes of data and returns it.
 *
 * @param[out] retc 
 */
uint8 I2c_RcvByte(void)
{
       uint8 i = 8;
       uint8 retc = 0;
    
       SDA_SET_IN;
       SDA_OUT_L;/*总线默认拉高*/
       while(i--) 
        {
           retc<<=1;
           SCL_OUT_L;  /*CPU 允许 SDA 数据跳变*/
           Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
           SCL_OUT_H;  /*CPU 保持 SDA 数据1us*/
           Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
           if( RD_SDA_IN ) {
               retc |= 0x01;
           }
       }
       SCL_OUT_L;
       SDA_SET_OUT;
       SDA_OUT_H; /*CPU 释放总线*/
        
       return retc;    
}
/**@brief watint ACK 
 */
uint8 I2c_WaitACK(void)
{
    uint8 errTime = 250; 
    uint8 retFlag = I2C_TRUE;
    
        SCL_OUT_L;
      SDA_OUT_H;                                 /*CPU 释放总线*/
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
    
        SCL_OUT_H;                                 /*CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答*/
        SDA_SET_IN;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
        while((RD_SDA_IN)&&((errTime--) > 0))
        {
            if(errTime == 0){
                retFlag = I2C_FALSE;
            }
        }
        SCL_OUT_L;
        SDA_SET_OUT;
        return retFlag;
}
/**@brief ACK response
 */
void I2c_RecAck(void)
{
    SCL_OUT_L;    /*CPU 允许 SDA 数据跳变*/
    Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);    
    SDA_OUT_L;  /*CPU 拉低SDA ,ACK器件*/
    Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
    SCL_OUT_H;    /*CPU 保持 SDA 数据1us*/
    Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
    SCL_OUT_L;
    Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
  SDA_OUT_H;    /* CPU释放SDA总线 */
}

/**@brief Don't reply 
 */
void I2c_NoAck(void)
{
      SCL_OUT_L;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);    
      SDA_OUT_H;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
      SCL_OUT_H;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
      SCL_OUT_L;
      Iic_Delay(I2C_DELAY_TM);
}

      SIMCU_IIC.h对外发布函数接口和一些宏定义 ，  函数 void IIC_confing_Pin( uint32 sda,uint32 scl, uint32 gpo);//设置 sda 和 scl 的引脚设置. 是主要调用的文件，它是基础。

  • #ifndef SIMU_IIC_H_
#define SIMU_IIC_H_

/*
*** Define some of the things ...*/
#define _NULL          0
#define _TRUE          1
#define I2C_ERROR            _NULL     //returns 
#define I2C_FALSE     _NULL
#define I2C_TRUE            _TRUE     
#define I2C_BUSY            3//3     
#define I2C_DELAY_TM     5          //slot time (4.7us)

/*
*** Define variables and structures ... */
typedef   unsigned          char uint8;
typedef     unsigned               int uint32;

void I2c_Stop(void);
void I2c_NoAck(void);
void I2c_RecAck(void);
void I2c_Reset (void);
uint8 I2c_Start(void);
uint8 I2c_WaitACK(void);
uint8 I2c_RcvByte(void);
void I2c_SendByte(uint8 c);
uint8 Gpio_Pin_Red(uint32 pin);
void delay_ms(uint32 volatile number_of_ms);
void delay_us(uint32 volatile number_of_us);
void IIC_confing_Pin( uint32 sda,uint32 scl, uint32 gpo);//设置 sda 和 scl 的引脚设置.

#endif /*SIMU_IIC_H_*/

     device_i2c.c 文件是给出的write和read实例文件。

  • #include "SIMU_IIC.h"
#include "usart.h"

#define DEVICE_SLAVEADDR_W   0xA0//0x40
#define DEVICE_SLAVEADDR_R   0xA1
uint8_t busy;
uint8_t DEVICE_WriteByte (uint8_t addr,uint8_t *c,uint8_t len )
{
    uint8_t i = 0;
        lock_busy = 1;
       i = I2c_Start();

       if(I2C_BUSY == i )
        {
            printf(" 
 I2C_BUSY  
");
                goto DEVICE_WriteByte_FAIL; //return Fail;    
        }
        else if (I2C_ERROR == i)
        {
            printf(" 
 I2C_ERROR  
");
                goto DEVICE_WriteByte_FAIL; //return Fail;    
        }
            
       I2c_SendByte(DEVICE_SLAVEADDR_W);  //0x40  写    
       if(!I2c_WaitACK()) {
           I2c_Stop();
            printf(" 
 地址失败 :%02x  !
",DEVICE_SLAVEADDR_W);
           goto DEVICE_WriteByte_FAIL; //return Fail;
       }    
       I2c_SendByte(addr);        //addr
   if(!I2c_WaitACK()) {
           I2c_Stop();
            printf(" 
 寄存器地址错误 :%02x  !
",DEVICE_SLAVEADDR_W);
           goto DEVICE_WriteByte_FAIL; //return Fail;
       }    
    for(i=0;i<len;i++){
        I2c_SendByte(*c);    
        if(!I2c_WaitACK())
        {
                printf(" 
 写入数据失败  
");
        }
        c++;
    }
       I2c_Stop();
        busy = 0;
       return 1;        
DEVICE_WriteByte_FAIL:
         I2c_Stop();
        busy = 0;
       return 0;        
} 
uint8 DEVICE_II_ReadByte (uint8_t addr,uint8_t * c,uint8_t len)
{
       uint8 i;
      busy = 1;
       if(!I2c_Start())  goto DEVICE_II_ReadByte_FAIL; //return Fail;
    
       I2c_SendByte (DEVICE_SLAVEADDR_W);
       if(!I2c_WaitACK()) 
    {
           I2c_Stop();
           goto DEVICE_II_ReadByte_FAIL; //return Fail;
       }    
       I2c_SendByte(addr);
       I2c_WaitACK();
       I2c_Start();
       I2c_SendByte(DEVICE_SLAVEADDR_R);    
       I2c_WaitACK();
    for(i=0;i<len;i++)
    {
        *c = I2c_RcvByte();
        c++;
    }
   
       I2c_NoAck();
       I2c_Stop();
      busy = 0;
       return 1;
   
DEVICE_II_ReadByte_FAIL:
        busy = 0;
    return 0;
}
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原文地址：https://www.cnblogs.com/LVNG2018/p/10364328.html