ARM开发（stm32 cortex-A7核IIC实验）

1.实验目标：采集温湿度传感器值；

2.分析框图（模拟IIC控制器）；

 

3.代码；

---iic.h封装时序协议头文件---

#ifndef __IIC_H__
#define __IIC_H__
#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.h"
/* 通过程序模拟实现I2C总线的时序和协议* GPIOF ---> AHB4* I2C1_SCL ---> PF14* I2C1_SDA ---> PF15** */#define SET_SDA_OUT     do{GPIOF->MODER &= (~(0x3 << 30)); \GPIOF->MODER |= (0x1 << 30);}while(0)
#define SET_SDA_IN      do{GPIOF->MODER &= (~(0x3 << 30));}while(0)#define I2C_SCL_H       do{GPIOF->BSRR |= (0x1 << 14);}while(0)
#define I2C_SCL_L       do{GPIOF->BRR |= (0x1 << 14);}while(0)#define I2C_SDA_H       do{GPIOF->BSRR |= (0x1 << 15);}while(0)
#define I2C_SDA_L       do{GPIOF->BRR |= (0x1 << 15);}while(0)#define I2C_SDA_READ    (GPIOF->IDR & (0x1 << 15))void delay_us(void);   //延时函数
void i2c_init(void);   //模拟I2C总线初始化
void i2c_start(void);   //开始信号时序
void i2c_stop(void);   //停止信号时序
void i2c_write_byte(unsigned char  dat);   //主机向从机写数据
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack);   //主机从从机读取数据
unsigned char i2c_wait_ack(void);   //主机作为发送器,等待接收器返回的应答信号
void i2c_ack(void);   //主机作为接收器，给发送器发送应答信号
void i2c_nack(void);   //主机作为接收器时，给发送器发送非应答信号#endif 

---iic.c封装时序函数实现---

#include "iic.h"extern void printf(const char* fmt, ...);
/** 函数名 ： delay_us* 函数功能：延时函数* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void delay_us(void)
{unsigned int i = 2000;while(i--);
}
/** 函数名 ： i2c_init* 函数功能： i2C总线引脚的初始化， 通用输出，推挽输出，输出速度，* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void i2c_init(void)
{// 使能GPIOF端口的时钟RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1 << 5);// 设置PF14，PF15引脚为通用的输出功能GPIOF->MODER &= (~(0xF << 28));GPIOF->MODER |= (0x5 << 28);// 设置PF14, PF15引脚为推挽输出GPIOF->OTYPER &= (~(0x3 << 14));// 设置PF14, PF15引脚为高速输出GPIOF->OSPEEDR |= (0xF << 28);// 设置PF14, PF15引脚的禁止上拉和下拉GPIOF->PUPDR &= (~(0xF << 28));// 空闲状态SDA和SCL拉高 I2C_SCL_H;I2C_SDA_H;
}/** 函数名：i2c_start* 函数功能：模拟i2c开始信号的时序* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void i2c_start(void)
{/** 开始信号：时钟在高电平期间，数据线从高到低的变化*     --------* SCL         \*              --------*     ----* SDA     \*          --------* */	//1.设置数据线为输出模式SET_SDA_OUT;//2.在SCL为高电平I2C_SCL_H;delay_us();//3.SDA高电平I2C_SDA_H;delay_us();//4.SDA低电平I2C_SDA_L;//5.起始信号产生之后，总线处于占用状态I2C_SCL_L;
}/** 函数名：i2c_stop* 函数功能：模拟i2c停止信号的时序* 函数参数：无* 函数返回值：无* */void i2c_stop(void)
{/** 停止信号 ： 时钟在高电平期间，数据线从低到高的变化 *             ----------* SCL        /*    --------*    ---         -------* SDA   X       /*    --- -------* *///1.设置数据线输出模式SET_SDA_OUT;//2.SCL为低电平,改变数据线上数据I2C_SCL_L;delay_us();//3.SDA为低电平I2C_SDA_L;delay_us();//4.SCL为高电平I2C_SCL_H;delay_us();//5.SDA为高电平I2C_SDA_H;delay_us();
}/** 函数名： i2c_write_byte* 函数功能：主机向i2c总线上的从设备写8bits数据* 函数参数：dat : 等待发送的字节数据* 函数返回值： 无* */void i2c_write_byte(unsigned char dat)
{/** 数据信号：时钟在低电平期间，发送器向数据线上写入数据* 			时钟在高电平期间，接收器从数据线上读取数据 *      ----          --------* 	SCL     \        /        \*           --------          --------*      -------- ------------------ ---* 	SDA         X                  X*      -------- ------------------ ---**      先发送高位在发送低位 * */unsigned int i;//1.设置数据线为输出模式SET_SDA_OUT;//2.for循环，先发高位再发低位for(i=0; i<8; i++){I2C_SCL_L;  //SCL低电平delay_us();if(dat & 0x80)  //先发高位I2C_SDA_H;  //3.向数据线上写入高电平elseI2C_SDA_L;  //4.向数据线上写入低电平delay_us();I2C_SCL_H;  //5.等待从机从数据线上读取数据delay_us();delay_us();dat <<= 1;  //6.移位}
}/** 函数名：i2c_read_byte* 函数功能： 主机从i2c总线上的从设备读8bits数据, *          主机发送一个应答或者非应答信号* 函数参数： 0 ： 应答信号   1 ： 非应答信号* 函数返回值：读到的有效数据** */
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack)
{/** 数据信号：时钟在低电平期间，发送器向数据线上写入数据* 			时钟在高电平期间，接收器从数据线上读取数据 *      ----          --------* 	SCL     \        /        \*           --------          --------*      -------- ------------------ ---* 	SDA         X                  X*      -------- ------------------ ---**      先接收高位， 在接收低位 * */unsigned int i;unsigned char dat;SET_SDA_IN;  //1.设置数据线输入模式for(i=0; i<8; i++){I2C_SCL_L;  //2保证发送器向数据线上写入数据完成delay_us();delay_us();I2C_SCL_H;  //3从数据线上读取数据delay_us();delay_us();dat <<= 1;  //4移位放if前面if(I2C_SDA_READ)dat |= 1;  //读取的数据为1elsedat |= 0;  //读取的数据为0delay_us();}if(!ack)i2c_ack();  //主机给从机返回应答信号elsei2c_nack();  //主机给从机返回非应答信号return dat;
}
/** 函数名： i2c_wait_ack* 函数功能： 主机作为发送器时，等待接收器返回的应答信号* 函数参数：无* 函数返回值：*					0：接收到的应答信号*                  1：接收到的非应答信号* */
unsigned char i2c_wait_ack(void)
{/** 主机发送一个字节之后，从机给主机返回一个应答信号**                   -----------* SCL              /   M:读    \*     -------------             --------*     --- ---- --------------------* SDA    X    X*     ---      --------------------*     主  释   从机    主机*     机  放   向数据  读数据线*         总   线写    上的数据*         线   数据* */	I2C_SCL_L;  //1设置SCL为低电平delay_us();I2C_SDA_H;  //2.释放数据线delay_us();SET_SDA_IN;  //3.设置数据线输入模式delay_us();I2C_SCL_H;  //SCL为高电平期间delay_us();//从总线上读取数据if(I2C_SDA_READ)return 1;  //读1 非应答信号I2C_SCL_L;  //SCL为低电平，总线处于占用状态return 0;  //读0 应答信号
} 
/** 函数名： iic_ack* 函数功能： 主机作为接收器时，给发送器发送应答信号* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void i2c_ack(void)
{/*            --------* SCL       /        \*    -------          ------*    ---* SDA   X *    --- -------------* */SET_SDA_OUT;  //1.数据线输出 I2C_SCL_L;   //2.SCL低电平，改变数据线上数据delay_us();I2C_SDA_L;  //3.应答信号==0delay_us();I2C_SCL_H;  //4.等待从机读取应答号delay_us();delay_us();I2C_SCL_L;  //5.总线处于占用状态
}
/** 函数名： iic_nack* 函数功能： 主机作为接收器时，给发送器发送非应答信号* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void i2c_nack(void)
{/*            --------* SCL       /        \*    -------          ------*    --- ---------------* SDA   X *    --- * */		SET_SDA_OUT;  //1.数据线输出 I2C_SCL_L;   //2.SCL低电平，改变数据线上数据delay_us();I2C_SDA_H;  //3.非应答信号==1delay_us();I2C_SCL_H;  //4.等待从机读取应答号delay_us();delay_us();I2C_SCL_L;  //5.总线处于占用状态
}

---si7006.h读取温湿度头文件---

#ifndef __SI7006_H__
#define __SI7006_H__#include "iic.h"
#define        SI7006_SLAVE      0x40//初始化
void si7006_init(void);//读取湿度
unsigned short si7006_read_hum_data(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr);
//读取温度
short si7006_read_temp_data(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr);#endif //__SI7006_H__

---si7006.c读取温湿度函数---

#include "iic.h"
#include "si7006.h"
extern void delay_ms(unsigned int ms);
/** 函数名：si7006_init* 函数功能：SI7006芯片的初始化* 函数参数：无* 函数返回值：无
*/
void si7006_init(void)
{i2c_init();  //模拟I2C总线初始化i2c_start();   //开始信号i2c_write_byte(SI7006_SLAVE << 1);  //发送从机地址+写0i2c_wait_ack();  //主机等待从机应答信号i2c_write_byte(0xE6);  //发送写用户寄存器1i2c_wait_ack(); i2c_write_byte(0x3A);  //发送写用户寄存器1i2c_wait_ack(); i2c_stop();  //停止信号
}/** 函数名：si7006_read_data* 函数功能：读取SI7006的转换结果* 函数参数：*     slave_addr ： 从机地址*     reg_addr ： 寄存器地址* 函数返回值：无
*/
unsigned short si7006_read_hum_data(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr)
{unsigned short dat;unsigned char dat_h;unsigned char dat_l;i2c_start();  //起始信号i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 0);  //发送从机地址+写0i2c_wait_ack();  //主机等待从机应答信号i2c_write_byte(reg_addr);  //发送寄存器地址i2c_wait_ack();i2c_start();  //起始信号i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 1);  //发送从机地址+读1i2c_wait_ack();delay_ms(5000);  //延时函数dat_h = i2c_read_byte(0);  //参数ackdat_l = i2c_read_byte(1);  //nack//高八位低八位拼接dat = dat_h;dat <<= 8;dat |= dat_l;return dat;
}//温度
short si7006_read_temp_data(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr)
{short dat;unsigned char dat_h;unsigned char dat_l;i2c_start();  //起始信号i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 0);  //发送从机地址+写0i2c_wait_ack();  //主机等待从机应答信号i2c_write_byte(reg_addr);  //发送寄存器地址i2c_wait_ack();i2c_start();  //起始信号i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 1);  //发送从机地址+读1i2c_wait_ack();delay_ms(5000); //延时函数dat_h = i2c_read_byte(0);  //参数ackdat_l = i2c_read_byte(1);  //nack//高八位低八位拼接dat = dat_h;dat <<= 8;dat |= dat_l;return dat;}

---main.c主函数测试---

#include "si7006.h"extern void printf(const char *fmt, ...);void delay_ms(int ms)
{int i,j;for(i = 0; i < ms;i++)for (j = 0; j < 1800; j++);
}int main()
{short temp;unsigned short hum;si7006_init();while(1){hum = si7006_read_hum_data(SI7006_SLAVE,0xE5);temp = si7006_read_temp_data(SI7006_SLAVE,0xE3);printf("hum = %d\n",hum*125/65536-6);printf("temp = %d\n",temp*176/65536-47);}return 0;}

4.运行结果；