Stm32 第五十二讲：IIC通信实验

Stm32
HARDWARE
发布日期:   2020-09-26
更新日期:   2021-09-19
文章字数:   2.1k
阅读时长:   9 分

STM32 第52讲：IIC通信实验

IIC：两线式串行总线。（数据线SDA，时钟SCL)

I2C协议

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。

起始信号和停止信号

①. 起始信号：当SCL=1时，SDA由1到0的跳变。
②. 停止信号：当SCL=1时，SDA由0到1的跳变。

起始信号和停止信号

应答信号ACK

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。为高时是非应答位（NACK），表示接收器接收字节没有成功。

应答信号

数据有效

在SCL=1期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在SCL=0期间，数据线上的电平才允许变化。

数据有效性

实验：IIC实现24C02(EEPROM)的读写

STM32与24C02连接图

EEPROM(24C02)

总容量：256字节，接口：IIC。

24C02_PIN

设备地址

24c02写时序

24c02读时序

myiic.c

#include "myiic.h"
#include "delay.h"

//初始化IIC
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
}
//产生IIC起始信号
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
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(); //时间太长，接收失败
            return 1; 
        }
    }
    IIC_SCL=0;//时钟输出0        
    return 0;  
} 
//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();         
    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
    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);   //对TEA5767这三个延时都是必须的
        IIC_SCL=1;
        delay_us(2); 
        IIC_SCL=0;    
        delay_us(2);
    }     
}         
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
    unsigned char i,receive=0;
    SDA_IN();//SDA设置为输入
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();//发送nACK
    else
        IIC_Ack(); //发送ACK   
    return receive;
}

myiic.h

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

//IO方向设置
//直接通过寄存器操作设置IO口的模式为输入还是输出
#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

24cxx.c(了解)

#include "24cxx.h" 
#include "delay.h"

//初始化IIC接口
void AT24CXX_Init(void)
{
    IIC_Init();
}
//在AT24CXX指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址  
//返回值  :读到的数据
u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{                  
    u8 temp=0;                                                                                   
    IIC_Start();  
    if(EE_TYPE>AT24C16)
    {
        IIC_Send_Byte(0XA0);       //发送写命令
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Send_Byte(ReadAddr>>8);//发送高地址
        IIC_Wait_Ack();         
    }else IIC_Send_Byte(0XA0+((ReadAddr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据      

    IIC_Wait_Ack(); 
    IIC_Send_Byte(ReadAddr%256);   //发送低地址
    IIC_Wait_Ack();        
    IIC_Start();              
    IIC_Send_Byte(0XA1);           //进入接收模式               
    IIC_Wait_Ack();     
    temp=IIC_Read_Byte(0);           
    IIC_Stop();//产生一个停止条件        
    return temp;
}
//在AT24CXX指定地址写入一个数据
//WriteAddr  :写入数据的目的地址    
//DataToWrite:要写入的数据
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)
{                                                                                                  
    IIC_Start();  
    if(EE_TYPE>AT24C16)
    {
        IIC_Send_Byte(0XA0);        //发送写命令
        IIC_Wait_Ack();
        IIC_Send_Byte(WriteAddr>>8);//发送高地址
    }else
    {
        IIC_Send_Byte(0XA0+((WriteAddr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据 
    }     
    IIC_Wait_Ack();       
    IIC_Send_Byte(WriteAddr%256);   //发送低地址
    IIC_Wait_Ack();                                                           
    IIC_Send_Byte(DataToWrite);     //发送字节                               
    IIC_Wait_Ack();                     
    IIC_Stop();//产生一个停止条件 
    delay_ms(10);     
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入长度为Len的数据
//该函数用于写入16bit或者32bit的数据.
//WriteAddr  :开始写入的地址  
//DataToWrite:数据数组首地址
//Len        :要写入数据的长度2,4
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);
    }                                                    
}

//在AT24CXX里面的指定地址开始读出长度为Len的数据
//该函数用于读出16bit或者32bit的数据.
//ReadAddr   :开始读出的地址 
//返回值     :数据
//Len        :要读出数据的长度2,4
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;                                                    
}
//检查AT24CXX是否正常
//这里用了24XX的最后一个地址(255)来存储标志字.
//如果用其他24C系列,这个地址要修改
//返回1:检测失败
//返回0:检测成功
u8 AT24CXX_Check(void)
{
    u8 temp;
    temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);//避免每次开机都写AT24CXX               
    if(temp==0X55)return 0;           
    else//排除第一次初始化的情况
    {
        AT24CXX_WriteOneByte(255,0X55);
        temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);      
        if(temp==0X55)return 0;
    }
    return 1;                                              
}

//在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据
//ReadAddr :开始读出的地址 对24c02为0~255
//pBuffer  :数据数组首地址
//NumToRead:要读出数据的个数
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
    while(NumToRead)
    {
        *pBuffer++=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);    
        NumToRead--;
    }
}  
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据
//WriteAddr :开始写入的地址 对24c02为0~255
//pBuffer   :数据数组首地址
//NumToWrite:要写入数据的个数
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
    while(NumToWrite--)
    {
        AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);
        WriteAddr++;
        pBuffer++;
    }
}

24cxx.h(了解)

#ifndef __24CXX_H
#define __24CXX_H
#include "myiic.h"   

#define AT24C01        127
#define AT24C02        255
#define AT24C04        511
#define AT24C08        1023
#define AT24C16        2047
#define AT24C32        4095
#define AT24C64        8191
#define AT24C128    16383
#define AT24C256    32767  
//Mini STM32开发板使用的是24c02，所以定义EE_TYPE为AT24C02
#define EE_TYPE AT24C02

u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr);                            //指定地址读取一个字节
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite);        //指定地址写入一个字节
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len);//指定地址开始写入指定长度的数据
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len);                    //指定地址开始读取指定长度数据
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite);    //从指定地址开始写入指定长度的数据
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead);       //从指定地址开始读出指定长度的数据

u8 AT24CXX_Check(void);  //检查器件
void AT24CXX_Init(void); //初始化IIC
#endif

main.c

#include "led.h"
#include "delay.h"
#include "key.h"
#include "sys.h"
#include "lcd.h"
#include "usart.h"
#include "usmart.h"     
#include "24cxx.h"     

//要写入到24c02的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[]={"I wish..."};
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)    

int main(void)
{     
    u8 key;
    u16 i=0;
    u8 datatemp[SIZE];
    delay_init();             //延时函数初始化      
NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);//设置中断优先级分组为组2：2位抢占优先级，2位响应优先级
    uart_init(115200);         //串口初始化为115200
    LED_Init();                  //初始化与LED连接的硬件接口
    LCD_Init();                   //初始化LCD     
    KEY_Init();                //按键初始化                  
    AT24CXX_Init();            //IIC初始化 

    POINT_COLOR=RED;//设置字体为红色 
    LCD_ShowString(30,50,200,16,16,"WarShip STM32");    
    LCD_ShowString(30,70,200,16,16,"IIC TEST");    
    LCD_ShowString(30,90,200,16,16,"diansai");
    LCD_ShowString(30,110,200,16,16,"2020/9/26");    
    LCD_ShowString(30,130,200,16,16,"KEY1:Write  KEY0:Read");    //显示提示信息        
    while(AT24CXX_Check())//检测不到24c02
    {
        LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"24C02 Check Failed!");
        delay_ms(500);
        LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"Please Check!      ");
        delay_ms(500);
        LED0=!LED0;//DS0闪烁
    }
    LCD_ShowString(30,150,200,16,16,"24C02 Ready!");    
    POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色      
    while(1)
    {
        key=KEY_Scan(0);
        if(key==KEY1_PRES)//KEY_UP按下,写入24C02
        {
            LCD_Fill(0,170,239,319,WHITE);//清除半屏    
            LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Write 24C02....");
            AT24CXX_Write(0,(u8*)TEXT_Buffer,SIZE);
            LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"24C02 Write Finished!");//提示传送完成
        }
        if(key==KEY0_PRES)//KEY1按下,读取字符串并显示
        {
            LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"Start Read 24C02.... ");
            AT24CXX_Read(0,datatemp,SIZE);
            LCD_ShowString(30,170,200,16,16,"The Data Readed Is:  ");//提示传送完成
            LCD_ShowString(30,190,200,16,16,datatemp);//显示读到的字符串
        }
        i++;
        delay_ms(10);
        if(i==20)
        {
            LED0=!LED0;//提示系统正在运行    
            i=0;
        }           
    }
}
文章作者: Mat Jenin
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