ARM开发，stm32mp157a-A7核IIC实验（采集温湿度传感器值）
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；
