stm32软件模拟I2C

一  概述

  很多人都知道stm32的硬件I2C存在BUG,现在我们通过软件模拟时序的办法来实现I2C。

  使用软件模拟I2C主要是方便程序的移植，只需要更改一下相应的IO端口即可。

二 软件模拟实现

1 起始信号

1. void i2c_Start(void)  

2. {  

3.     macI2C_SDA_1();  //首先确保SDA和SCL都是高电平  

4.     macI2C_SCL_1();  

5.     i2c_Delay();  

6.     macI2C_SDA_0();  //先拉低SDA  

7.     i2c_Delay();  

8.     macI2C_SCL_0();  //在拉低SCL  

9.     i2c_Delay();  

10. }  

2 总线产生停止信号

1. void i2c_Stop(void)  

2. {  

3.       

4.     macI2C_SDA_0();  //首先确保SDA是低电平  

5.     macI2C_SCL_1();  //先拉高SCL  

6.     i2c_Delay();  

7.     macI2C_SDA_1();  //在拉高SDA  

8. }  

3 CPU向I2C总线设备发送8bits的数据

1. void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)  

2. {  

3.     uint8_t i;  

4.   

5.     for (i = 0; i < 8; i++)  

6.     {         

7.         if (_ucByte & 0x80)  

8.         {  

9.             macI2C_SDA_1();  

10.         }  

11.         else  

12.         {  

13.             macI2C_SDA_0();    

14.         }  

15.         i2c_Delay();  

16.         macI2C_SCL_1();  

17.         i2c_Delay();      

18.         macI2C_SCL_0();  

19.         if (i == 7)  

20.         {  

21.              macI2C_SDA_1(); // 8位数据发送完毕后，主机释放SDA，以检测从机应答  

22.         }  

23.         _ucByte <<= 1;  //左移1个bit  

24.         i2c_Delay();  

25.     }  

26. }  

4 CPU从I2C总线读取8个bits的数据

1. uint8_t i2c_ReadByte(void)  

2. {  

3.     uint8_t i;  

4.     uint8_t value;  

5.   

6.     /*读取到的第一个bit为bit7*/  

7.     value = 0;  

8.     for (i = 0; i < 8; i++)  

9.     {  

10.         value <<= 1;  

11.         macI2C_SCL_1();  

12.         i2c_Delay();  

13.         if (macI2C_SDA_READ())  

14.         {  

15.             value++;  

16.         }  

17.         macI2C_SCL_0();  

18.         i2c_Delay();  

19.     }  

20.     return value;  

21. }  

5 CPU产生一个时钟，并且读取器件的ACK应答信号

1. uint8_t i2c_WaitAck(void)  

2. {  

3.     uint8_t re;  

4.   

5.     macI2C_SDA_1();  //CPU释放SDA总线  

6.     i2c_Delay();  

7.     macI2C_SCL_1();  //CPU驱动SCL=1，此时器件会返回ACK应答  

8.     i2c_Delay();  

9.     if (macI2C_SDA_READ())  //CPU读取SDA口线状态  

10.     {  

11.         re = 1;  

12.     }  

13.     else  

14.     {  

15.         re = 0;  

16.     }  

17.     macI2C_SCL_0();  

18.     i2c_Delay();  

19.     return re;  

20. }  

6 CPU产生一个ACK信号

1. void i2c_Ack(void)  

2. {  

3.     macI2C_SDA_0();   

4.     i2c_Delay();  

5.     macI2C_SCL_1();   

6.     i2c_Delay();  

7.     macI2C_SCL_0();  

8.     i2c_Delay();  

9.     macI2C_SDA_1();   

10. }  

7 CPU产生一个NACK信号(NACK即无应答信号)

1. void i2c_NAck(void)  

2. {  

3.     macI2C_SDA_1();  //CPU驱动SDA产生1  

4.     i2c_Delay();  

5.     macI2C_SCL_1();  //CPU驱动SCL产生1  

6.     i2c_Delay();  

7.     macI2C_SCL_0();  

8.     i2c_Delay();      

9. }  

8 I2C总线位延时

1. static void i2c_Delay(void)  

2. {  

3.     uint8_t i;  

4.     for (i = 0; i < 10; i++);  

5. }  

对于I2C总线延时来说，不同的单片机写法是不相同的，参考野火的程序，当CPU主频为72MHz时，在内部Flash运行，同时MDK不做优化的情况下

循环次数为10时，SCL频率为205KHz

循环次数为7时，SCL频率为347KHz,SCL高电平时间为1.5us,SCL低电平时间为2.87us

后记：关于I2C通信，我还是有几处地方没有搞明白，这里的程序只是写好了具体的底层封装，对于不同的外设，如AT24C02,MPU6050，应用起来肯定是不相同的，等搞明白其他的一些问题后，我会继续补充这篇文章。

参考资料

1 http://blog.csdn.net/subkiller/article/details/6854910  《I2C总线协议》

2 《手把手教你学51单片机》

3 野火stm32指南者开发板程序