STM32 IIC實驗講解，從入門到放棄，
文章目錄
- STM32 IIC實驗講解，從入門到放棄，
- 前言
- 一、IIC
- IIC是什么？
- IIC協議
- 二、代碼部分
- IIC底層代碼分析
- 總結
前言
本文參考了網上的博文，并加以歸納總結，幫助新手從入門到放棄 ，
提示：以下是本篇文章正文內容
一、IIC
IIC是什么？
IIC(Inter－Integrated Circuit)總線是一種由 PHILIPS 公司開發的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備，它是由資料線 SDA 和時鐘 SCL 構成的串行總線，可發送和接收資料，在 CPU 與被控 IC 之間、 IC 與 IC 之間進行雙向傳送， 高速 IIC 總線一般可達 400kbps 以上，這種總線型別是由飛利浦半導體公司（后被NXP收購）在八十年代初設計出來的一種簡單、雙向、二線制、同步串行總線，主要是用來連接整體電路(ICS) ，IIC是一種多向控制總線，也就是說多個芯片可以連接到同一總線結構下，同時每個芯片都可以作為實時資料傳輸的控制源，多主多從的通訊協議，所以 它是半雙工通信方式， 關于通信方式，可以查閱我的另一篇博文：STM32串口實驗，從入門到放棄，
優點一：簡單性和有效性，
由于介面直接在組件之上，因此IIC總線占用的空間非常小，減少了電路板的空間和芯片管腳的數量，降低了互聯成本，總線的長度可高達25英尺，并且能夠以10Kbps的最大傳輸速率支持40個組件，
優點二：多主控
其中任何能夠進行發送和接收的設備都可以成為主總線，一個主控能夠控制信號的傳輸和時鐘頻率，當然，在任何時間點上只能有一個主控，
IIC串行總線有兩根信號線，一根是雙向的資料線SDA，另一根是時鐘線SCL，其時鐘信號是由主控器件產生，所有接到IIC總線設備上的串行資料SDA都接到總線的SDA上，各設備的時鐘線SCL接到總線的SCL上，對于并聯在一條總線上的每個IC都有唯一的地址（這個在后面有用），
一般情況下，資料線SDA和時鐘線SCL都是處于上拉電阻狀態（在總線空閑狀態時，這兩根線一般被上面所接的上拉電阻拉高，保持著高電平），
IIC協議
開始之前，我們先了解一下下面的部分：
①空閑狀態
②開始信號
③停止信號
④應答信號
⑤資料有效性
⑥資料的傳輸
空閑狀態
總線的空閑狀態規定為：IIC總線的SDA和SCL兩條信號線同時為高電平，此時的各個期間的輸出及場效應均處于截至狀態，即釋放總線，由兩條信號線各自將上拉電阻把電平拉高，
開始信號和停止信號
開始信號：當SCL線是高電平時，SDA線從高電平向低電平跳變，開始傳送資料，（注意：啟動信號是一種電平跳變時序信號，而不是一個電平信號，）
停止信號：當SCL線是高電平時， SDA 由低電平向高電平跳變，結束傳送資料，（注意：停止信號也是一種電平跳變時序信號，而不是一個電平信號，）
應答信號（ACK）
發送器每發送一個位元組，就在時鐘脈沖9期間釋放資料線，由接收器反饋一個應答信號， 應答信號為低電平時，規定為有效應答位（ACK簡稱應答位），表示接收器已經成功地接收了該位元組；應答信號為高電平時，規定為非應答位（NACK），一般表示接收器接收該位元組沒有成功，
對于反饋有效應答位ACK的要求是，接收器在第9個時鐘脈沖之前的低電平期間將SDA線拉低，并且確保在該時鐘的高電平期間為穩定的低電平， 如果接收器是主控器，則在它收到最后一個位元組后，發送一個NACK信號，以通知被控發送器結束資料發送，并釋放SDA線，以便主控接收器發送一個停止信號P，
資料有效性
I2C總線進行資料傳送時，時鐘信號為高電平期間，資料線上的資料必須保持穩定，只有在時鐘線上的信號為低電平期間，資料線上的高電平或低電平狀態才允許變化，
即：資料在SCL的上升沿到來之前就需準備好，并在在下降沿到來之前必須穩定，
資料傳輸
在I2C總線上傳送的每一位資料都有一個時鐘脈沖相對應（或同步控制），即在SCL串行時鐘的配合下，在SDA上逐位地串行傳送每一位資料，資料位的傳輸是邊沿觸發，
IIC總線上的每一個設備都可以作為主設備或者從設備，而且每一個設備都會對應一個唯一的地址（地址通過物理接地或者拉高），主從設備之間就通過這個地址來確定與哪個器件進行通信，在通常的應用中，我們把CPU帶I2C總線介面的模塊作為主設備，把掛接在總線上的其他設備都作為從設備，
也就是說，主設備在傳輸有效資料之前要先指定從設備的地址，地址指定的程序和上面資料傳輸的程序一樣，只不過大多數從設備的地址是7位的，然后協議規定再給地址添加一個最低位用來表示接下來資料傳輸的方向，0表示主設備向從設備寫資料，1表示主設備向從設備讀資料，
拿24C02舉例
A0，A1，A2為器件地址線，WP為寫保護引腳，SCL，SDA為二線串行介面，符合I2C總線協議，
寫位元組的時序：
讀位元組的時序：
關于延時時間
二、代碼部分
IIC底層代碼分析
代碼如下：
打開 IIC 實驗工程，我們可以看到工程中加入了兩個源檔案分別是 myiic.c 和 24cxx.c，
myiic.c 檔案存放 iic 驅動代碼， 24cxx.c 檔案存放 24C02 驅動代碼：
打開 myiic.c 檔案，代碼如下：
//復制到keil軟體中注釋恢復正常
#include "myiic.h"
#include "delay.h"
//3?ê??ˉIIC
void IIC_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd( RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE ); //ê1?üGPIOBê±?ó
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ; //í?íìê?3?
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
GPIO_SetBits(GPIOB,GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7); //PB6,PB7 ê?3???
}
//2úéúIIC?eê?D?o?
void IIC_Start(void)
{
SDA_OUT(); //sda??ê?3?
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;//?ˉ×?I2C×ü??￡?×?±?·￠?í?ò?óê?êy?Y
}
//2úéúIICí￡?1D?o?
void IIC_Stop(void)
{
SDA_OUT();//sda??ê?3?
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;//·￠?íI2C×ü???áê?D?o?
delay_us(4);
}
//μè′yó|′eD?o?μ?à′
//·μ???μ￡o1￡??óê?ó|′e꧰ü
// 0￡??óê?ó|′e3é1|
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
u8 ucErrTime=0;
SDA_IN(); //SDAéè???aê?è?
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;//ê±?óê?3?0
return 0;
}
//2úéúACKó|′e
void IIC_Ack(void)
{
IIC_SCL=0;
SDA_OUT();
IIC_SDA=0;
delay_us(2);
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
}
//2?2úéúACKó|′e
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·￠?íò???×??ú
//·μ??′ó?úóD?Tó|′e
//1￡?óDó|′e
//0￡??Tó|′e
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{
u8 t;
SDA_OUT();
IIC_SCL=0;//à-μíê±?ó?aê?êy?Y′?ê?
for(t=0;t<8;t++)
{
//IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
if((txd&0x80)>>7)
IIC_SDA=1;
else
IIC_SDA=0;
txd<<=1;
delay_us(2); //??TEA5767?aèy???óê±??ê?±?D?μ?
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
delay_us(2);
}
}
//?á1??×??ú￡?ack=1ê±￡?·￠?íACK￡?ack=0￡?·￠?ínACK
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
unsigned char i,receive=0;
SDA_IN();//SDAéè???aê?è?
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();//·￠?ínACK
else
IIC_Ack(); //·￠?íACK
return receive;
}
該部分為 IIC 驅動代碼，實作包括 IIC 的初始化（IO 口）、 IIC 開始、 IIC 結束、 ACK、 IIC
讀寫等功能，在其他函式里面，只需要呼叫相關的 IIC 函式就可以和外部 IIC 器件通信了，這
里并不局限于 24C02，該段代碼可以用在任何 IIC 設備上，
接下來我們看看 24cxx.c 檔案代碼：
#include "24cxx.h"
#include "delay.h"
//3?ê??ˉIIC?ó?ú
void AT24CXX_Init(void)
{
IIC_Init();
}
//?úAT24CXX???¨μ??·?á3?ò???êy?Y
//ReadAddr:?aê??áêyμ?μ??·
//·μ???μ :?áμ?μ?êy?Y
u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{
u8 temp=0;
IIC_Start();
if(EE_TYPE>AT24C16)
{
IIC_Send_Byte(0XA0); //·￠?íD′?üá?
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(ReadAddr>>8);//·￠?í??μ??·
IIC_Wait_Ack();
}else IIC_Send_Byte(0XA0+((ReadAddr/256)<<1)); //·￠?í?÷?tμ??·0XA0,D′êy?Y
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(ReadAddr%256); //·￠?íμíμ??·
IIC_Wait_Ack();
IIC_Start();
IIC_Send_Byte(0XA1); //??è??óê??￡ê?
IIC_Wait_Ack();
temp=IIC_Read_Byte(0);
IIC_Stop();//2úéúò???í￡?1ì??t
return temp;
}
//?úAT24CXX???¨μ??·D′è?ò???êy?Y
//WriteAddr :D′è?êy?Yμ???μ?μ??·
//DataToWrite:òaD′è?μ?êy?Y
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)
{
IIC_Start();
if(EE_TYPE>AT24C16)
{
IIC_Send_Byte(0XA0); //·￠?íD′?üá?
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(WriteAddr>>8);//·￠?í??μ??·
}else
{
IIC_Send_Byte(0XA0+((WriteAddr/256)<<1)); //·￠?í?÷?tμ??·0XA0,D′êy?Y
}
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(WriteAddr%256); //·￠?íμíμ??·
IIC_Wait_Ack();
IIC_Send_Byte(DataToWrite); //·￠?í×??ú
IIC_Wait_Ack();
IIC_Stop();//2úéúò???í￡?1ì??t
delay_ms(10);
}
//?úAT24CXXà???μ????¨μ??·?aê?D′è?3¤?è?aLenμ?êy?Y
//??oˉêyó?óúD′è?16bit?ò??32bitμ?êy?Y.
//WriteAddr :?aê?D′è?μ?μ??·
//DataToWrite:êy?Yêy×éê×μ??·
//Len :òaD′è?êy?Yμ?3¤?è2,4
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len)
{
u8 t;
for(t=0;t<Len;t++)
{
AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr+t,(DataToWrite>>(8*t))&0xff);
}
}
//?úAT24CXXà???μ????¨μ??·?aê??á3?3¤?è?aLenμ?êy?Y
//??oˉêyó?óú?á3?16bit?ò??32bitμ?êy?Y.
//ReadAddr :?aê??á3?μ?μ??·
//·μ???μ :êy?Y
//Len :òa?á3?êy?Yμ?3¤?è2,4
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len)
{
u8 t;
u32 temp=0;
for(t=0;t<Len;t++)
{
temp<<=8;
temp+=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr+Len-t-1);
}
return temp;
}
//?ì2éAT24CXXê?·??y3￡
//?aà?ó?á?24XXμ?×?oóò???μ??·(255)à′′?′￠±ê??×?.
//è?1?ó?????24C?μáD,?a??μ??·òaDT??
//·μ??1:?ì2a꧰ü
//·μ??0:?ì2a3é1|
u8 AT24CXX_Check(void)
{
u8 temp;
temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);//±ü?a??′??a?ú??D′AT24CXX
if(temp==0X55)return 0;
else//??3yμúò?′?3?ê??ˉμ??é??
{
AT24CXX_WriteOneByte(255,0X55);
temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);
if(temp==0X55)return 0;
}
return 1;
}
//?úAT24CXXà???μ????¨μ??·?aê??á3????¨??êyμ?êy?Y
//ReadAddr :?aê??á3?μ?μ??· ??24c02?a0~255
//pBuffer :êy?Yêy×éê×μ??·
//NumToRead:òa?á3?êy?Yμ???êy
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
while(NumToRead)
{
*pBuffer++=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);
NumToRead--;
}
}
//?úAT24CXXà???μ????¨μ??·?aê?D′è????¨??êyμ?êy?Y
//WriteAddr :?aê?D′è?μ?μ??· ??24c02?a0~255
//pBuffer :êy?Yêy×éê×μ??·
//NumToWrite:òaD′è?êy?Yμ???êy
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
while(NumToWrite--)
{
AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);
WriteAddr++;
pBuffer++;
}
}
總結
今天的文章就講到這里，覺得寫的還行的小伙伴，點贊加關注，如果還是看不懂的話，點擊鏈接，小破站視頻鏈接直達
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