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单片机>ARM单片机> STM32F1使用I/0模拟I2C接口

STM32F1使用I/0模拟I2C接口

发布者：喜从中来最新更新时间：2018-05-20 来源: eefocus关键字：STM32F1  I  模拟I2C接口 手机看文章 扫描二维码
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使用模拟时序的方法，对比于硬件I2C接口来说，在实时性和传输速度上会带来一些无法避免的下降，但是I2C总线本身也不是一种速度很快的总线（据相关资料可查，最高的速度为400KHZ），同时也不需要具备很高的实时性能。
所以，模拟I2C时序完全能满足绝大部分的场合要求，并且移植性得到了很大的提高。
闲话不多说，贴上代码，大家一起分享下。

首先贴出 i2c_soft.h实现：

/*********************************************************************************** 

 * 文件名  ：i2c_soft.h 

 * 描述    ：使用I/0模拟I2C接口          

 * 实验平台：神舟III号 

 * 库版本  ：ST3.0.0 


**********************************************************************************/  

#ifndef __I2C_SOFT_H  

#define __I2C_SOFT_H  

      

#include "stm32f10x.h"  

#define SCL_PIN        GPIO_Pin_6  

#define SDA_PIN        GPIO_Pin_7  

#define SCL_PORT       GPIOB  

#define SDA_PORT       GPIOB  

#define SCL_RCC_CLOCK  RCC_APB2Periph_GPIOB  

#define SDA_RCC_CLOCK  RCC_APB2Periph_GPIOB  

      

#define SCL_H         GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_6  

#define SCL_L         GPIOB->BRR  = GPIO_Pin_6   

         

#define SDA_H         GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_7  

#define SDA_L         GPIOB->BRR  = GPIO_Pin_7  

      

#define SCL_read      GPIOB->IDR  & GPIO_Pin_6  

#define SDA_read      GPIOB->IDR  & GPIO_Pin_7  

      

#define I2C_PageSize  8  //24C02每页8字节  

      

void I2C_GPIO_Config(void);  

bool I2C_WriteByte(u8 SendByte, u16 WriteAddress, u8 DeviceAddress);  

bool I2C_BufferWrite(u8* pBuffer, u8 length, u16 WriteAddress, u8 DeviceAddress);  

void I2C_PageWrite(u8* pBuffer, u8 length, u16 WriteAddress, u8 DeviceAddress);  

bool I2C_ReadByte(u8* pBuffer, u8 length, u16 ReadAddress, u8 DeviceAddress);  

void I2C_Test(void);  

      

#endif  


然后贴出 i2c_soft.c实现：


/*********************************************************************************** 

 * 文件名  ：i2c_soft.c 

 * 描述    ：使用I/0模拟I2C接口          

 * 实验平台：神舟III号 

 * 库版本  ：ST3.0.0 

 * 

 * 作者    ：xiayufeng  xiayufeng90520@163.com  

 * 博客    ：http://hi.baidu.com/xiayufeng520 

**********************************************************************************/  

#include "i2c_soft.h"  

#include "usart1.h"  

       

extern void Delay_ms(__IO u32 nTime);  

       

/*  

 * 函数名：void I2C_GPIO_Config(void) 

 * 描述  : I2C管脚初始化 

 * 输入  ：无 

 * 输出  : 无 

 */  

void I2C_GPIO_Config(void)  

{  

    GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure;   

           

    RCC_APB2PeriphClockCmd(SCL_RCC_CLOCK | SDA_RCC_CLOCK ,ENABLE);  

           

    //初始化SCL管脚  

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  SCL_PIN;  

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;    

    GPIO_Init(SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);  

           

    //初始化SDA管脚  

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin =  SDA_PIN;  

    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;  

    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;  

    GPIO_Init(SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);  

}  

       

/*  

 * 函数名: void I2C_delay(void) 

 * 描述  : 短暂延时 

 * 输入  : 无 

 * 输出  : 无 

 * 说明  : 内部定义的i可以优化速度，经测试最低到5还能写入 

 */  

static void I2C_delay(void)  

{     

    u8 i=100;   

    while(i)   

    {   

        i--;   

    }   

}  

       

/*  

 * 函数名: bool I2C_Start(void) 

 * 描述  : 起始信号 

 * 输入  : 无 

 * 输出  : TRUE : 成功 

                     FALSE : 失败 

 * 说明  :  

 */  

static bool I2C_Start(void)  

{  

    SDA_H;  

    SCL_H;  

    I2C_delay();  

    if(!SDA_read)  

        return FALSE;   //SDA线为低电平则总线忙,退出  

    SDA_L;  

    I2C_delay();  

    if(SDA_read)   

        return FALSE;   //SDA线为高电平则总线出错,退出  

    SDA_L;  

    I2C_delay();  

    return TRUE;  

}  

/*  

 * 函数名: static void I2C_Stop(void) 

 * 描述  : 终止信号 

 * 输入  : 无 

 * 输出  : 无 

 * 说明  :  

 */  

static void I2C_Stop(void)  

{  

    SCL_L;  

    I2C_delay();  

    SDA_L;  

    I2C_delay();  

    SCL_H;  

    I2C_delay();  

    SDA_H;  

    I2C_delay();  

}  

/*  

 * 函数名: static void I2C_Ack(void) 

 * 描述  : 应答信号 

 * 输入  : 无 

 * 输出  : 无 

 * 说明  :  

 */  

static void I2C_Ack(void)  

{     

    SCL_L;  

    I2C_delay();  

    SDA_L;  

    I2C_delay();  

    SCL_H;  

    I2C_delay();  

    SCL_L;  

    I2C_delay();  

}  

/*  

 * 函数名: void I2C_NoAck(void) 

 * 描述  : 无应答信号 

 * 输入  : 无 

 * 输出  : 无 

 * 说明  :  

 */  

static void I2C_NoAck(void)  

{     

    SCL_L;  

    I2C_delay();  

    SDA_H;  

    I2C_delay();  

    SCL_H;  

    I2C_delay();  

    SCL_L;  

    I2C_delay();  

}  

/*  

 * 函数名: bool I2C_Start(void) 

 * 描述  : 等待应答信号 

 * 输入  : 无 

 * 输出  : TRUE : 有应答 

                     FALSE : 无应答 

 * 说明  :  

 */  

static bool I2C_WaitAck(void)     

{  

    SCL_L;  

    I2C_delay();  

    SDA_H;            

    I2C_delay();  

    SCL_H;  

    I2C_delay();  

    if(SDA_read)  

    {  

        SCL_L;  

        return FALSE;  

    }  

    SCL_L;  

    return TRUE;  

}  

/*  

 * 函数名: static void I2C_SendByte(u8 SendByte)  

 * 描述  : 发送一个字节 

 * 输入  : SendByte : 字节数据 

 * 输出  : 无 

 * 说明  : 数据从高位到低位 

 */  

static void I2C_SendByte(u8 SendByte)   

{  

    u8 i=8;  

    while(i--)  

    {  

        SCL_L;  

        I2C_delay();  

        if(SendByte&0x80)  

            SDA_H;    

        else  

            SDA_L;     

        SendByte<<=1;  

        I2C_delay();  

        SCL_H;  

        I2C_delay();  

    }  

    SCL_L;  

}  

/*  

 * 函数名: static u8 I2C_ReceiveByte(void)  

 * 描述  : 读取一个字节 

 * 输入  : 无  

 * 输出  : 字节数据 

 * 说明  : ReceiveByte : 数据从高位到低位 

 */  

static u8 I2C_ReceiveByte(void)    

{   

    u8 i=8;  

    u8 ReceiveByte=0;  

           

    SDA_H;                

    while(i--)  

    {  

        ReceiveByte<<=1;        

        SCL_L;  

        I2C_delay();  

        SCL_H;  

        I2C_delay();      

        if(SDA_read)  

        {  

            ReceiveByte|=0x01;  

        }  

    }  

    SCL_L;  

    return ReceiveByte;  

}  

       

/*  

 * 函数名: bool I2C_WriteByte(u8 SendByte, u16 WriteAddress, u8 DeviceAddress) 

 * 描述  : 写入1字节数据   

 * 输入  : SendByte : 要写入数据 

                     WriteAddress : 写入地址 

                     DeviceAddress : 器件地址 

 * 输出  : TRUE : 成功 

                     FALSE : 失败 

 * 说明  :  

 */  

bool I2C_WriteByte(u8 SendByte, u16 WriteAddress, u8 DeviceAddress)  

{         

    if(!I2C_Start())  

            return FALSE;  

    I2C_SendByte(((WriteAddress & 0x0700) >>7) | DeviceAddress & 0xFFFE);//设置高起始地址+器件地址   

    if(!I2C_WaitAck())  

        {  

            I2C_Stop();   

            return FALSE;  

        }  

    I2C_SendByte((u8)(WriteAddress & 0x00FF));   //设置低起始地址        

    I2C_WaitAck();    

    I2C_SendByte(SendByte);  

    I2C_WaitAck();     

    I2C_Stop();   

           

    Delay_ms(10);//注意：因为这里要等待EEPROM写完，可以采用查询或延时方式(10ms)  

           

        return TRUE;  

}  

/*  

 * 函数名: bool I2C_WriteByte(u8 SendByte, u16 WriteAddress, u8 DeviceAddress) 

 * 描述  : 写入1串数据  

 * 输入  : pBuffer : 要写入数据缓冲区指针 

           length : 待写入长度   

                     WriteAddress : 写入地址 

                     DeviceAddress : 器件地址 

 * 输出  : TRUE : 成功 

                     FALSE : 失败 

 * 说明  : 注意不能跨页写 

 */  

bool I2C_BufferWrite(u8* pBuffer, u8 length, u16 WriteAddress, u8 DeviceAddress)  

{  

    if(!I2C_Start())  

            return FALSE;  

    I2C_SendByte(((WriteAddress & 0x0700) >>7) | DeviceAddress & 0xFFFE);//设置高起始地址+器件地址   

    if(!I2C_WaitAck())  

        {  

            I2C_Stop();   

            return FALSE;  

        }  

    I2C_SendByte((u8)(WriteAddress & 0x00FF));   //设置低起始地址        

        I2C_WaitAck();    

        while(length--)  

        {  

            I2C_SendByte(* pBuffer);  

            I2C_WaitAck();  

            pBuffer++;  

        }  

        I2C_Stop();  

               

        Delay_ms(10);//注意：因为这里要等待EEPROM写完，可以采用查询或延时方式(10ms)  

               

        return TRUE;  

}  

       

/*  

 * 函数名: bool I2C_WriteByte(u8 SendByte, u16 WriteAddress, u8 DeviceAddress) 

 * 描述  : 写入1串数据  

 * 输入  : pBuffer : 要写入数据缓冲区指针 

           length : 待写入长度   

                     WriteAddress : 写入地址 

                     DeviceAddress : 器件地址 

 * 输出  : TRUE : 成功 

                     FALSE : 失败 

 * 说明  : 跨页写入1串数据 

 */  

void I2C_PageWrite(  u8* pBuffer, u8 length, u16 WriteAddress, u8 DeviceAddress)  

{  

    u8 NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0;  

    Addr  = WriteAddress % I2C_PageSize;      //写入地址是开始页的第几位  

    count = I2C_PageSize - Addr;                        //在开始页要写入的个数  

    NumOfPage   =  length / I2C_PageSize;     //要写入的页数  

    NumOfSingle =  length % I2C_PageSize;     //不足一页的个数  

           

    if(Addr == 0)         //写入地址是页的开始   

    {  

        if(NumOfPage == 0)  //数据小于一页   

        {  

            I2C_BufferWrite(pBuffer,NumOfSingle,WriteAddress,DeviceAddress);   //写少于一页的数据  

        }  

        else                    //数据大于等于一页    

        {  

            while(NumOfPage)//要写入的页数  

            {  

                I2C_BufferWrite(pBuffer,I2C_PageSize,WriteAddress,DeviceAddress);//写一页的数据  

                WriteAddress +=  I2C_PageSize;  

                pBuffer      +=  I2C_PageSize;  

                NumOfPage--;  

                Delay_ms(10);  

            }  

            if(NumOfSingle!=0)//剩余数据小于一页  

            {  

                I2C_BufferWrite(pBuffer,NumOfSingle,WriteAddress,DeviceAddress); //写少于一页的数据  

                Delay_ms(10);  

            }  

        }  

    }  

           

    else                  //写入地址不是页的开始   

    {  

        if(NumOfPage== 0)   //数据小于一页   

        {  

            I2C_BufferWrite(pBuffer,NumOfSingle,WriteAddress,DeviceAddress);   //写少于一页的数据  

        }  

        else                //数据大于等于一页  

        {  

            length       -= count;  

            NumOfPage     = length / I2C_PageSize;  //重新计算要写入的页数  

            NumOfSingle   = length % I2C_PageSize;  //重新计算不足一页的个数     

                   

            if(count != 0)  

            {    

                I2C_BufferWrite(pBuffer,count,WriteAddress,DeviceAddress);      //将开始的空间写满一页  

                WriteAddress += count;  

                pBuffer      += count;  

            }   

                   

            while(NumOfPage--)  //要写入的页数  

            {  

                I2C_BufferWrite(pBuffer,I2C_PageSize,WriteAddress,DeviceAddress);//写一页的数据  

                WriteAddress +=  I2C_PageSize;  

                pBuffer      +=  I2C_PageSize;   

            }  

            if(NumOfSingle != 0)//剩余数据小于一页  

            {  

                I2C_BufferWrite(pBuffer,NumOfSingle,WriteAddress,DeviceAddress); //写少于一页的数据   

            }  

        }  

    }   

}  

       

/*  

 * 函数名: bool I2C_ReadByte(u8* pBuffer,   u8 length,     u16 ReadAddress,  u8 DeviceAddress) 

 * 描述  : 读出1串数据 

 * 输入  : pBuffer : 要读取数据缓冲区指针 

           length : 待读取长度   

                     WriteAddress : 读取地址 

                     DeviceAddress : 器件地址 

 * 输出  : TRUE : 成功 

                     FALSE : 失败 

 * 说明  : 跨页写入1串数据 

 */  

bool I2C_ReadByte(u8* pBuffer,   u8 length,     u16 ReadAddress,  u8 DeviceAddress)  

{         

    if(!I2C_Start())return FALSE;  

    I2C_SendByte(((ReadAddress & 0x0700) >>7) | DeviceAddress & 0xFFFE);//设置高起始地址+器件地址   

    if(!I2C_WaitAck()){I2C_Stop(); return FALSE;}  

    I2C_SendByte((u8)(ReadAddress & 0x00FF));   //设置低起始地址        

    I2C_WaitAck();  

    I2C_Start();  

    I2C_SendByte(((ReadAddress & 0x0700) >>7) | DeviceAddress | 0x0001);  

    I2C_WaitAck();  

    while(length)  

    {  

        *pBuffer = I2C_ReceiveByte();  

        if(length == 1)I2C_NoAck();  

        else I2C_Ack();   

        pBuffer++;  

        length--;  

    }  

    I2C_Stop();  

    return TRUE;  

}  

       

/*  

 * 函数名: void I2C_Test(void) 

 * 描述  : 测试函数 

 * 输入  : 无  

 * 输出  : 无 

 * 说明  : 无 

 */  

void I2C_Test(void)  

{  

       

    u8 I2cVal_Write = 0xFE;  

    u8 I2cVal_Read = 0x00;  

           

    printf("Start IIC test\r\n");  

    printf("The Simulation_IIC has sended data:%d \r\n", I2cVal_Write);  

    I2C_WriteByte(I2cVal_Write, 0X01, 0xa0);  

           

       

    I2C_ReadByte(&I2cVal_Read, 1, 0x01 ,0xa0);  

    printf("The Simulation_IIC has Received data:%d \r\n", I2cVal_Read);  

           

    if(I2cVal_Read == I2cVal_Write)  

    {  

        printf("The Simulation IIC is successful!\r\n");  

    }  

    else  

    {  

        printf("The Simulation IIC is failed!\r\n");  

    }  

       

} 


关键字：STM32F1  I  模拟I2C接口 引用地址：STM32F1使用I/0模拟I2C接口

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北京航空航天大学教授，20余年来致力于单片机与嵌入式系统推广工作。

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