模拟IIC通信

1.初始化I2C_MoniConfig()函数前，请先初始化SysTick_init()，以便可以使用延迟函数
************************************************************************/
#include "i2c_moni.h"
#include "systick.h"

#define I2C_PORT GPIOB
#define I2C_SCL GPIO_Pin_6
#define I2C_SDA GPIO_Pin_7
#define RCC_I2C_PORT RCC_APB2Periph_GPIOB

//控制管脚输出高低电平
#define I2C_SCL_LOW (I2C_PORT->BRR |= I2C_SCL)
#define I2C_SCL_HIGH (I2C_PORT->BSRR |= I2C_SCL)
#define I2C_SDA_LOW (I2C_PORT->BRR |= I2C_SDA)
#define I2C_SDA_HIGH (I2C_PORT->BSRR |= I2C_SDA)


//读取管脚的电平状态
#define I2C_SDA_READ (I2C_PORT->IDR & I2C_SDA)


//I2C初始化配置
void I2C_MoniConfig(void){
GPIO_InitTypeDef GPIO_initStruct;

RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_I2C_PORT,ENABLE);

GPIO_initStruct.GPIO_Pin = I2C_SCL|I2C_SDA;
GPIO_initStruct.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;//必须为通用开漏输出
GPIO_initStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(I2C_PORT,&GPIO_initStruct);

I2C_SCL_LOW;
delay_us(1);
I2C_SDA_HIGH;
delay_us(1);
}




//内部函数，判断总线是否处于空闲状态，若不是，则循环的提供SCL时钟驱动，直到从机释放SDA线
void _I2C_IsBusy(void)
{
//读取SDA线上的电平状态,若为低电平则说明总线被从机控制，若为高电平则说明总线空闲，可以准备发送开始条件
while(!I2C_SDA_READ){

I2C_SCL_LOW;
delay_us(3);
I2C_SCL_HIGH;
delay_us(3);
}
}




//产生开始信号
void I2C_Start(void){
//判断下总线是否处于空闲状态
_I2C_IsBusy();

//先让SCL中的电平为低，防止因为SCL处于高电平而使后面将SDA拉高时，可能会触发一个stop信号
I2C_SCL_LOW;
delay_us(1);

I2C_SDA_HIGH;
delay_us(1);
I2C_SCL_HIGH;
delay_us(1);
I2C_SDA_LOW;
delay_us(1);

I2C_SCL_LOW;
delay_us(1);
}


//产生结束信号
void I2C_Stop(void){
I2C_SCL_LOW;
delay_us(1);

I2C_SDA_LOW;
delay_us(1);
I2C_SCL_HIGH;
delay_us(1);
I2C_SDA_HIGH;
delay_us(1);

}


//产生应答信号或者非应答信号,ackState->为ENABLE时，则产生应答信号
void I2C_SetAck(FunctionalState ackState){
I2C_SCL_LOW;
delay_us(1);

if(ackState == ENABLE){
I2C_SDA_LOW;
delay_us(1);
}else{
I2C_SDA_HIGH;
delay_us(1);
}

I2C_SCL_HIGH;
delay_us(2);

I2C_SCL_LOW;
delay_us(1);

I2C_SDA_HIGH;
delay_us(1);
}


//获得应答信号（ENABLE）或者非应答信号（DISABLE）
FunctionalState I2C_GetAck(void){
FunctionalState ask;

I2C_SCL_HIGH;
delay_us(1);

//读取SDA线上的电平状态
if(I2C_SDA_READ){
ask = DISABLE;
}else{
ask = ENABLE;
}

I2C_SCL_LOW;
delay_us(1);

return ask;
}


//写出数据给从机，并返回应答或者非应答信号
FunctionalState MoniI2C_WriteByte(u8 data){
u8 i;

//类似移位寄存器的功能，将数据通过I/O口发送出去
for(i=0;i<8;i++){
I2C_SCL_LOW;
delay_us(1);

if(data & 0x80){
I2C_SDA_HIGH;
}else{
I2C_SDA_LOW;
}
data <<=1;
delay_us(1);

I2C_SCL_HIGH;
delay_us(2);
}

I2C_SCL_LOW;
delay_us(1);
I2C_SDA_HIGH;
delay_us(1);

return I2C_GetAck();
}


//读取从机发送的数据,并决定是应答还是非应答
u8 MoniI2C_ReadByte(FunctionalState ackState){
u8 i;
u8 data = 0x00;

//类似移位寄存器的功能，将数据从I/O口中读取进来
for(i=0;i<8;i++){
I2C_SCL_HIGH;
delay_us(1);

//先移位，后赋值
data <<=1;
if(I2C_SDA_READ){
data |= 0x01;
}

I2C_SCL_LOW;
delay_us(2);
}

//发送响应（或非响应）给MPU6050
I2C_SetAck(ackState);

return data;
}




/********************************************************
往从机中的寄存器写入一个字节的数据
*addr:设备地址
*reg：寄存器地址
*data：要写入的数据
*返回值：0为正常写入，1为写入异常
**********************************************************/
u8 MoniI2c_WriteByteToSlave(u8 addr,u8 reg,u8 data)
{
FunctionalState state;//用来记录ACK还是NACK
                                               
I2C_Start();                                    //产生起始信号
state = MoniI2C_WriteByte(addr<<1|0);           //将从机地址和写方向写入总线
if(state == ENABLE){                            //判断从机是否响应了地址
state = MoniI2C_WriteByte(reg);     //将要写入数据的寄存器地址
if(state == ENABLE){                        
MoniI2C_WriteByte(data);                //将数据发送给从机

//正常写入，产生停止信号，并返回0
I2C_Stop();
return 0;
}
}

//写入异常，产生停止信号，并返回1
I2C_Stop();
return 1;
}                                                  




/************************************************************
往从机中的寄存器写入多个数据
*addr：器件的地址
*reg：首个写入数据的寄存器地址
*len：要写入的数据的个数
*buf：要写入的数据区的首地址
*返回值：成功写入则返回0，失败则返回1
**************************************************************/
u8 MoniI2c_WriteSomeDataToSlave(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{
FunctionalState state;//用来记录ACK还是NACK
u8 i;

I2C_Start();                                    //产生起始信号
state = MoniI2C_WriteByte(addr<<1|0);               //将从机地址和写方向写入总线
if(state == ENABLE){                            //判断从机是否响应了地址，
state = MoniI2C_WriteByte(reg);      //将要写入数据的首个寄存器地址发送给从机
if(state == ENABLE){
for(i=0;i<len;i++){//开始将数据区的数据都发送给从机
state = MoniI2C_WriteByte(*(buf+i));    //将数据发送给从机
if(state == DISABLE){
I2C_Stop();                         //从机未应答，产生停止信号结束数据传输，并返回1
return 1;
}
}

//正常产生停止信号，返回0
I2C_Stop();                                      
return 0;
}                                          
}                              

//写入异常，产生结束信号，返回1
I2C_Stop();
return 1;
}                                                  




/********************************************************
往从机中的寄存器读取一个字节的数据
*addr:设备地址
*reg：寄存器地址
*buf:读取到的数据存储的内存区
*返回值：0为正常读取，1为读取异常
**********************************************************/
u8 MoniI2c_ReadFromSlave(u8 addr,u8 reg,u8 *buf)
{
FunctionalState state;

I2C_Start();
state = MoniI2C_WriteByte(addr<<1|0);//发送从机地址和写方向
if(state == ENABLE){
state = MoniI2C_WriteByte(reg);//发送要读取数据的寄存器的地址
if(state == ENABLE){
I2C_Start(); //发送Sr信号，
state = MoniI2C_WriteByte(addr<<1|1);//发送从机地址和读方向
if(state == ENABLE){
*buf = MoniI2C_ReadByte(DISABLE);//读取完一个数据后，向从机发送一个NACK信号，结束从机发送数据

//正常数据读取，产生停止信号，并返回0
I2C_Stop();
return 0;
}
}
}

//数据读取异常，产生stop信号，并返回1
I2C_Stop();
return 1; //数据读取失败，返回0
}




/************************************************************************
从从机中读取采样到的高8位和低8位的数据


*addr：器件的地址
*reg：要读取数据的首个数据的寄存器地址
*len：读取的数据个数
*buf：读取到的8位数据存放区的地址，即通过指针的方式将读取到的数据返回给调用者。
*返回值：成功读取则返回0，失败则返回1
*************************************************************************/
u8 MoniI2c_ReadSomeDataFromSlave(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf)
{
FunctionalState state;

I2C_Start();
state = MoniI2C_WriteByte(addr<<1|0);//写入从机地址和写方向
if(state == ENABLE){
state = MoniI2C_WriteByte(reg);//写入要读取数据的首个寄存器的地址
if(state == ENABLE){
I2C_Start();
state = MoniI2C_WriteByte(addr<<1|1);//重新发送起始信号，转为读方向，开始读取数据
if(state == ENABLE){
while(len){
if(len==1){
*buf = MoniI2C_ReadByte(DISABLE);//当最后一个数据接收时，给从机发送一个NACK信号
}else{
*buf = MoniI2C_ReadByte(ENABLE);//当一个数据接收时，给从机发送一个ACK信号
}
len--;
buf++;
}

//数据正常读取，产生停止信号，结束此次数据的传输，并返回0
I2C_Stop();
return 0;
}
}
}

//数据读取异常，产生stop信号，结束此次数据读取
I2C_Stop();
return 1; //数据读取失败，返回1

}

//i2c_moni.h文件

#ifndef __I2C_MONI_H
#define __I2C_MONI_H


#include "stm32f10x.h"


void I2C_MoniConfig(void);
void I2C_Start(void);
void I2C_Stop(void);


FunctionalState MoniI2C_WriteByte(u8 data);
u8 MoniI2C_ReadByte(FunctionalState ackState); 


u8 MoniI2c_WriteByteToSlave(u8 addr,u8 reg,u8 data);
u8 MoniI2c_WriteSomeDataToSlave(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf);
u8 MoniI2c_ReadFromSlave(u8 addr,u8 reg,u8 *buf);
u8 MoniI2c_ReadSomeDataFromSlave(u8 addr,u8 reg,u8 len,u8 *buf);


#endif

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