STM32IIC通信

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了STM32IIC通信相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

参考正点原子视频

IIC

两线式串行总线,由PHILIPS公司开发用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线SDA和时钟线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

IIC是半双工通信方式

半双工:可以接收发送,但不能同时进行

多主机I2C总线系统结构

在这里插入图片描述
I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时,两根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平,都将使总线的信号变低,即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。

I2C协议

①空闲状态

I2C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

②开始信号与停止信号
在这里插入图片描述

  • 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
  • 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

③应答信号

在这里插入图片描述

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

④数据的有效性

在这里插入图片描述

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。并在下降沿到来之前必须稳定

⑤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。

I2C库函数

初始化

void IIC_Init(void)
{					     
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
	RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE );	//使能GPIOB时钟
	   
	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
	GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出
	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
	GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
	GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7); 	//PB6,PB7 输出高电平
}

宏定义

#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H
#include "sys.h"

//IO方向设置
 
#define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}

//IO操作函数 
#define IIC_SCL    PBout(6) //SCL
#define IIC_SDA    PBout(7) //SDA	 
#define READ_SDA   PBin(7)  //输入SDA

//IIC所有操作函数
void IIC_Init(void);                //初始化IIC的IO口			 
void IIC_Start(void);				//·发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void);	  			//发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(u8 txd);			//IIC发送一个字节
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节
u8 IIC_Wait_Ack(void); 				//IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void);					//IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);				//IIC不发送ACK信号

void IIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);	  
#endif

产生IIC起始信号(当SCL为高期间,SDA由高到低的跳变)

void IIC_Start(void)
{
	SDA_OUT();     //SDA线输出
	IIC_SDA=1;	  	  
	IIC_SCL=1;
	delay_us(4);
 	IIC_SDA=0;//START:when CLK 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(SCL为高期间,SDA由低到高的蜕变)

void IIC_Stop(void)
{
	SDA_OUT();//SDA线输出
	IIC_SCL=0;
	IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change 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
u8 IIC_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;  
} 

ACK应答

//产生ACK应答
void IIC_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	    
void IIC_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			  
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
	SDA_OUT(); 	    // 将SDA设置为低
    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);   //TEA5757这三个延时都是必须的
		IIC_SCL=1;
		delay_us(2); 
		IIC_SCL=0;	
		delay_us(2);
    }	 
}

IIC_SDA=(txd&0x80)>>7,没看见其他源代码,这里,txd应该是一个寄存器,&0X08 也就是和0B10000000 逻辑与,也就是结果取最高位,然后右移7位,最高位变成最低位,IIC_SDA是一根串口数据, 这个代码的意思就是把txd 最高位 发送到IIC_SDA。
再看看这个代码,如果是这个目的,貌似IIC_SDA=txd>>7; 就可以了,和0X80做逻辑与好像是多余的哈。

以上是关于STM32IIC通信的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

STM32第七章: IIC(I2C Inter-Intergrated Circuit 集成电路总线) IIC时序图(IIC协议) I2C模拟时序STM32F4XX的IIC通信重载print

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