【stm32f407】I2C实验
来源:互联网 发布:客户数据库管理软件 编辑:程序博客网 时间:2024/06/07 05:59
一.I2C介绍
IIC(Inter-IntegratedCircuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线,可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,高速IIC总线一般可达400kbps以上。如图:
I2C协议一共有6种协议信号
① 空闲状态
② 开始信号
③ 停止信号
④ 应答信号
⑤ 数据的有效性
⑥ 数据传输
1) 空闲信号
I2C总线总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时,规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态,即释放总线,由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。如图红框内:
2) 开始信号
当SCL为高期间,SDA由高到低的跳变;启动信号是一种电平跳变时序信号,而不是一个电平信号。如图:
3) 停止信号
当SCL为高期间,SDA由低到高的跳变;停止信号也是一种电平跳变时序信号,而不是一个电平信号。如图:
4) 应答信号
5) 发送器每发送一个字节,就在时钟脉冲9期间释放数据线,由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时,规定为有效应答位(ACK简称应答位),表示接收器已经成功地接收了该字节;应答信号为高电平时,规定为非应答位(NACK),一般表示接收器接收该字节没有成功。
对于反馈有效应答位ACK的要求是,接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低,并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。如果接收器是主控器,则在它收到最后一个字节后,发送一个NACK信号,以通知被控发送器结束数据发送,并释放SDA线,以便主控接收器发送一个停止信号P。
6) 数据的有效性
I2C总线进行数据传送时,时钟信号为高电平期间,数据线上的数据必须保持稳定,只有在时钟线上的信号为低电平期间,数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
即:数据在SCL的上升沿到来之前就需准备好。并在在下降沿到来之前必须稳定。
7) 数据传输
在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应(或同步控制),即在SCL串行时钟的配合下,在SDA上逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发
二.软件模拟I2C
以下是参考原子模拟I2C的代码,因为ST公司可能为了规避飞利浦I2C的专利为题,把I2C设计的很复杂,并且不稳定
模拟I2C.h
//IO方向设置#defineSDA_IN() {GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=0<<9*2;} //PB9输入模式#defineSDA_OUT() {GPIOB->MODER&=~(3<<(9*2));GPIOB->MODER|=1<<9*2;}//PB9输出模式//IO操作函数 #defineIIC_SCL PBout(8) //SCL#defineIIC_SDA PBout(9) //SDA #defineREAD_SDA PBin(9) //输入SDA //IIC所有操作函数voidIIC_Init(void); //初始化IIC的IO口 voidIIC_Start(void); //发送IIC开始信号voidIIC_Stop(void); //发送IIC停止信号voidIIC_Send_Byte(u8 txd); //IIC发送一个字节u8IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节u8IIC_Wait_Ack(void); //IIC等待ACK信号voidIIC_Ack(void); //IIC发送ACK信号voidIIC_NAck(void); //IIC不发送ACK信号 voidIIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);
模拟I2C.c
#include"myiic.h"#include"delay.h" //初始化IICvoidIIC_Init(void){ GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);//使能GPIOB时钟 //GPIOB8,B9初始化设置 GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 |GPIO_Pin_9; GPIO_InitStructure.GPIO_Mode =GPIO_Mode_OUT;//普通输出模式 GPIO_InitStructure.GPIO_OType =GPIO_OType_PP;//推挽输出 GPIO_InitStructure.GPIO_Speed =GPIO_Speed_100MHz;//100MHz GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd =GPIO_PuPd_UP;//上拉 GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化 IIC_SCL=1; IIC_SDA=1;}//产生IIC起始信号voidIIC_Start(void){ SDA_OUT(); //sda线输出 IIC_SDA=1; IIC_SCL=1; delay_us(4); IIC_SDA=0;//START:whenCLK is high,DATA change form high to low delay_us(4); IIC_SCL=0;//钳住I2C总线,准备发送或接收数据 } //产生IIC停止信号voidIIC_Stop(void){ SDA_OUT();//sda线输出 IIC_SCL=0; IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATAchange form low to high delay_us(4); IIC_SCL=1; IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号 delay_us(4); }//等待应答信号到来//返回值:1,接收应答失败// 0,接收应答成功u8IIC_Wait_Ack(void){ u8 ucErrTime=0; SDA_IN(); //SDA设置为输入 IIC_SDA=1;delay_us(1); IIC_SCL=1;delay_us(1); while(READ_SDA) { ucErrTime++; if(ucErrTime>250) { IIC_Stop(); return 1; } } IIC_SCL=0;//时钟输出0 return 0; } //产生ACK应答voidIIC_Ack(void){ IIC_SCL=0; SDA_OUT(); IIC_SDA=0; delay_us(2); IIC_SCL=1; delay_us(2); IIC_SCL=0;}//不产生ACK应答 voidIIC_NAck(void){ IIC_SCL=0; SDA_OUT(); IIC_SDA=1; delay_us(2); IIC_SCL=1; delay_us(2); IIC_SCL=0;} //IIC发送一个字节//返回从机有无应答//1,有应答//0,无应答 voidIIC_Send_Byte(u8 txd){ u8 t; SDA_OUT(); IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输 for(t=0;t<8;t++) { IIC_SDA=(txd&0x80)>>7; txd<<=1; delay_us(2); //对TEA5767这三个延时都是必须的 IIC_SCL=1; delay_us(2); IIC_SCL=0; delay_us(2); } } //读1个字节,ack=1时,发送ACK,ack=0,发送nACK u8IIC_Read_Byte(unsigned char ack){ unsigned char i,receive=0; SDA_IN();//SDA设置为输入 for(i=0;i<8;i++ ) { IIC_SCL=0; delay_us(2); IIC_SCL=1; receive<<=1; if(READ_SDA)receive++; delay_us(1); } if (!ack) IIC_NAck();//发送nACK else IIC_Ack(); //发送ACK return receive;}
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