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2018年11月26日 | STM32Cube MX 下IIC的配置与使用
2018-11-26 来源：eefocus
本文介绍了在STM32下的IIC的基本使用方法，通过对板载具备IIC接口EEPROM的读写，完成对IIC驱动程序的测试。
硬件平台：STM32F107VCT6开发板
软件平台：STM32Cube MX + MDK5.22
1. 进行STM32Cube MX的配置
配置PB6和PB7为输出模式，同时配置了USART1进行串口调试使用。然后生成工程。
2. 打开工程，可以看到GPIO的初始化状态
3. 模拟IIC驱动程序源文件代码
/**
* @file iic_dup.c
* @brief IIC上层程序
* @par date version author remarks
* 2016-03-21 v1.0 zbt 初次创建
*
*/
/** 头文件包含区 ------------------------------------------------ */
#include "iic_dup.h"
/** 私有宏(类型定义) -------------------------------------------- */
#define IIC1_SCL(pin_status) HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6, pin_status);
#define IIC1_SDA(pin_status) HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_7, pin_status);
#define IIC1_SCL_IS_HIGH() (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_6) != GPIO_PIN_RESET)
#define IIC1_SDA_IS_HIGH() (HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_7) != GPIO_PIN_RESET)
/** 私有变量 --------------------------------------------------- */
/** 外部变量 --------------------------------------------------- */
/** 私有函数原型 ----------------------------------------------- */
static void iic_delay(void);
/** 公有函数 --------------------------------------------------- */
/**
* @brief IIC启动
* @param None
* @retval None
* @note 当SCL处于高电平状态时，SDA出现一个下降沿
即产生IIC启动信号
*/
void iic_start(void)
{
IIC1_SCL(GPIO_PIN_SET);
/** SDA产生一个下降沿 */
IIC1_SDA(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
IIC1_SDA(GPIO_PIN_RESET);
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_RESET); /**< 拉低准备发送数据 */
iic_delay();
}
/**
* @brief IIC停止
* @param None
* @retval None
* @note 当SCL处于高电平状态时，SDA出现一个上升沿
即产生IIC停止信号
*/
void iic_stop(void)
{
IIC1_SCL(GPIO_PIN_RESET);
iic_delay();
/** SDA产生一个上升沿 */
IIC1_SDA(GPIO_PIN_RESET);
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
IIC1_SDA(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
}
/**
* @brief IIC发送1byte数据
* @param None
* @retval None
* @note
*/
void iic_sendbyte(uint8_t byte)
{
uint8_t i;
/** 发送一个字节的高7位 */
for (i = 0; i < 8; i++)
{
if (byte & 0x80)
{
IIC1_SDA(GPIO_PIN_SET);
}
else
{
IIC1_SDA(GPIO_PIN_RESET);
}
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_RESET)
if (i == 7)
{
IIC1_SDA(GPIO_PIN_SET);
}
byte <<= 1;
iic_delay();
}
}
/**
* @brief IIC读取1byte数据
* @param None
* @retval None
* @note
*/
uint8_t iic_readbyte(void)
{
uint8_t i;
uint8_t recv_value = 0;
IIC1_SDA(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
for (i = 0; i < 8; i++)
{
IIC1_SCL(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
recv_value <<= 1;
if (IIC1_SDA_IS_HIGH())
{
recv_value |= 0x01;
}
else
{
recv_value &= ~0x01;
}
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_RESET);
}
return recv_value;
}
/**
* @brief IIC等待应答信号
* @param None
* @retval ack_status： 应答状态，0表示应答，1表示设备无响应
*/
uint8_t iic_wait_ack(void)
{
uint8_t ack_status = 0;
/** 在等待应答信号之前，要释放总线，即将SDA置位 */
IIC1_SDA(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
if (IIC1_SDA_IS_HIGH())
{
ack_status = 1;
iic_stop();
}
else
{
ack_status = 0;
}
IIC1_SCL(GPIO_PIN_RESET);
iic_delay();
return ack_status;
}
/**
* @brief 主机（主控制器）产生应答信号
* @param None
* @retval None
*/
void iic_ack(void)
{
IIC1_SDA(GPIO_PIN_RESET);
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_RESET);
iic_delay();
IIC1_SDA(GPIO_PIN_SET);
}
/**
* @brief 主机（主控制器）产生不应答信号
* @param None
* @retval None
*/
void iic_nack(void)
{
IIC1_SDA(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_SET);
iic_delay();
IIC1_SCL(GPIO_PIN_RESET);
iic_delay();
}
/**
* @brief 检测IIC总线上的设备状态
* @param device_addr： 从机设备地址
* @retval ack_status： 0 （正常）or 1（异常）
* @note 主机发送设备地址等待从机应答，若有从机正确的应答信号
则表明IIC总线上挂接了设备，否则表示IIC总线上未检测到
设备
*/
uint8_t iic_check_device_status(uint8_t device_addr)
{
uint8_t ack_status;
if (IIC1_SCL_IS_HIGH() && IIC1_SDA_IS_HIGH())
{
iic_start();
iic_sendbyte(device_addr | IIC_WRITE);
ack_status = iic_wait_ack();
iic_stop();
return ack_status;
}
return 1;
}
/** 私有函数 --------------------------------------------------- */
/**
* @brief 用于模拟IIC时的简单延时
* @param None
* @retval None
*/
static void iic_delay(void)
{
uint8_t i = 0;
uint8_t delay = 5;
while (delay--)
{
i = 10;
while (i--);
}
}
4. AT24C02部分驱动代码
/**
* @file at24c02.c
* @brief at24c02驱动程序
* @par date version author remarks
* 2016-03-21 v1.0 zbt 初次创建
*
*/
/** 头文件包含区 ------------------------------------------------ */
#include "at24c02.h"
#include "iic_dup.h"
/** 私有宏(类型定义) -------------------------------------------- */
#define AT24C02_DEVICE_ADDR 0xA0
#define AT24C02_PAGE_SIZE 8
#define AT24C02_MEM_SIZE 256
#define AT24C02_ADDR_BYTE 1
/** 私有变量 --------------------------------------------------- */
uint8_t test_buffer[AT24C02_MEM_SIZE];
/** 外部变量 --------------------------------------------------- */
/** 私有函数原型 ----------------------------------------------- */
//static void AT24C02_ack(void);
static void AT24C02_error_handle(void);
static void AT24C02_read_test(void);
static void AT24C02_write_test(void);
static void AT24C02_erase_test(void);
/** 公有函数 --------------------------------------------------- */
/**
* @brief AT24C02与主控制器的IIC通讯测试代码
* @param None
* @retval None
*/
void AT24C02_iic_test(void)
{
iic_stop(); /**< 必须先复位IIC总线上的设备到待机模式 */
HAL_Delay(10);
/** 检测总线上是否挂接了IIC设备（此处为AT24C02） */
if (iic_check_device_status(AT24C02_DEVICE_ADDR) == 0)
{
printf("iic device exists\n");
}
else
{
printf("no iic device exists\n");
}
AT24C02_write_test();
HAL_Delay(5);
AT24C02_read_test();
HAL_Delay(5);
AT24C02_erase_test();
}
/**
* @brief 从AT24C02中读取数据
* @param read_data： 读取到的数据
* @param start_addr： 读取数据的起始地址
* @param data_length： 数据的长度
* @retval None
*/
void AT24C02_read_data(uint8_t *read_data, uint16_t start_addr, uint16_t data_length)
{
uint16_t i;
iic_start();
iic_sendbyte(AT24C02_DEVICE_ADDR | IIC_WRITE);
// AT24C02_ack();
if (iic_wait_ack() != 0)
{
AT24C02_error_handle();
printf("first read error\r\n");
}
if (AT24C02_ADDR_BYTE == 1)
{
iic_sendbyte((uint8_t)start_addr & 0xff);
// AT24C02_ack();
if (iic_wait_ack() != 0)
{
AT24C02_error_handle();
printf("addr byte error\r\n");
}
}
iic_start();
iic_sendbyte(AT24C02_DEVICE_ADDR | IIC_READ);
// AT24C02_ack();
if (iic_wait_ack() != 0)
{
AT24C02_error_handle();
printf("read data error\r\n");
}
for (i = 0; i < data_length; i++)
{
read_data[i] = iic_readbyte();
if (i != data_length - 1)
{
iic_ack(); /**< 读完非最后一个字节后， 产生应答信号 */
}
else
{
iic_nack(); /**< 最后一个字节读完后 产生非应答信号 */
}
// printf("read data is %d\n", read_data[i]); /**< 调试代码 */
}
iic_stop();
}
/**
* @brief 通过IIC向AT24C02写数据
* @param write_data： 要写入AT24C02的数据指针
* @param start_addr： 要写入AT24C02的起始地址
* @param data_length： 要写入AT24C02的数据长度
* @retval None
*/
void AT24C02_write_data(uint8_t *write_data, uint16_t start_addr, uint16_t data_length)
{
uint16_t i, j;
uint16_t start_addr_dup;
start_addr_dup = start_addr;
for (i = 0; i < data_length; i++)
{
if ((i == 0) || (start_addr_dup & (AT24C02_PAGE_SIZE - 1)) == 0)
{
iic_stop();
for (j = 0; j < 2000; j++)
{
iic_start();
iic_sendbyte(AT24C02_DEVICE_ADDR | IIC_WRITE);
if (iic_wait_ack() == 0)
{
break;
}
}
if (j >= 2000)
{
printf("j = 1000\r\n");
AT24C02_error_handle();
}
if (AT24C02_ADDR_BYTE == 1)
{
iic_sendbyte((uint8_t)start_addr_dup & 0xff);
// AT24C02_ack();
if (iic_wait_ack() != 0)
{
AT24C02_error_handle();
printf("addr_byte wrong\r\n");
}
}
}
iic_sendbyte(write_data[i]);
// AT24C02_ack();
if (iic_wait_ack() != 0)
{
AT24C02_error_handle();
printf("write failed\r\n");
}
// printf("write_data is %d \n", write_data[i]); /**< 调试代码 */
start_addr_dup++;
}
iic_stop();
}
/** 私有函数 --------------------------------------------------- */
/** 以下为测试用程序 ------------------------------------------- */
/**
* @brief AT24C02读取数据测试
* @param None
* @retval None
*/
static void AT24C02_read_test(void)
{
uint16_t i;
AT24C02_read_data(test_buffer, 0, (AT24C02_MEM_SIZE % 10));
printf("read data is:\n");
for (i = 0; i < (AT24C02_MEM_SIZE % 10); i++)
{
printf("%d ", test_buffer[i]);
}
printf("\r\nread test ok\r\n");
}
/**
* @brief AT24C02写数据测试
* @param None
* @retval None
*/
static void AT24C02_write_test(void)
{
uint16_t i;
for (i = 0; i < (AT24C02_MEM_SIZE % 10); i++)
{
test_buffer[i] = i;
}
AT24C02_write_data(test_buffer, 0, (AT24C02_MEM_SIZE % 10));
printf("write data is:\n");
for (i = 0; i < (AT24C02_MEM_SIZE % 10); i++)
{
printf("%d ", test_buffer[i]);
}
printf("\r\nwrite test ok\r\n");
}
/**
* @brief AT24C02擦除数据测试
* @param None
* @retval None
*/
static void AT24C02_erase_test(void)
{
uint16_t i;
for (i = 0; i < (AT24C02_MEM_SIZE % 10); i++)
{
test_buffer[i] = 0xff;
}
AT24C02_write_data(test_buffer, 0, (AT24C02_MEM_SIZE % 10));
printf("erase value is: \n");
for (i = 0; i < (AT24C02_MEM_SIZE % 10); i++)
{
printf("%d ", test_buffer[i]);
}
printf("\r\nerase test ok\r\n");
}
/** 以上为测试用程序 ------------------------------------------- */
/**
* @brief AT24C02应答错误处理程序
* @param None
* @retval None
*/
static void AT24C02_error_handle(void)
{
iic_stop();
// printf("At24C02 read failed\r\n"); /**< 调试用 */
}
//static void AT24C02_ack(void)
//{
// if (iic_wait_ack() != 0)
// {
// AT24C02_error_handle();
// }
//}
5. 在主函数中添加 AT24C02_iic_test(); 进行读写测试成功。
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