2019年12月04日 | 基于STM8的IIC协议--实例篇--时钟模块(DS3231)读取

1. 综述

　　由上篇博客可知道IIC协议如何用代码实现，本篇博客就不涉及协议内容，只讲解如何使用。

　　本次的实验传感为：DS3231（时钟模块），对于时钟模块的具体信息我也就不多介绍，大家可以自行度娘，具体功能无非就是让单片机中能够起到获取时间的作用。该模块是可以由IIC协议去驱动的，再加上所要的操作也是比较简单，部分刚接触IIC协议的小伙伴可以拿来练手的一个模块。

2. 明确任务顺序

　　个人习惯，在每驱动一个新传感的时候，我会将我要完成的传感分为几个任务点。接下来就展示一下我在写DS3231模块时的任务栏。

  一．硬件部分

     1.完成排针焊接

     2.完成传感引角和单片机引角的接线

  二．软件部分

     1. 找到该传感的官方手册并认真阅读

     2. 找到并定义该传感的地址（7位地址、8位地址）

     3. 找到并定义该传感器的寄存器地址

     4. 完成读写函数的代码

     5. 测试传感是否有响应

     6. 查看手册，了解传感的工作模式

     7. 完成传感参数初始化

     8. 传感数据的获取

 　　根据上面这些小任务一一解决，这样一来，大多数传感就能成功驱动了，这里在给一个建议，驱动传感器的代码最好不要一次性全部写完再进行测试，这样成功率不高，并且会大大增加你找问题的难度，将每个功能函数测试完再进行下一个功能函数的编写，会大大加大你的效率。

3. 具体任务实现步骤

　　3.1. 硬件部分

　　在STM8S103芯片中，我所定义的IIC协议中的SDA引角为PD3,SCL引角为PD4，该时钟模块所需提供的电源为3.3V。所以接线图如下。

　　3.2. 软件部分

　（1）官方手册

　　我这里提供的是全英版的官方手册，多看点英文对你有好处的。

链接：https://pan.baidu.com/s/1Oo6o68SoVr7gt8tPZIoQxw 

提取码：uzih 

　　（2）器件地址

　　在说明手册中，我们可以在第16页的右下角找到下面这句话：

　　The slave address byte contains the 7-bit DS3231 address, which is 1101000, followed by the direction bit (R/W), which is 0 for a write.

　　这句话的大意为，从机的7位地址为1101000，后跟一位读写位，读写位为0时是写位。即7位地址的为0x68，8位地址为0xD0。

　　（3）寄存器地址

　　DS3231的寄存器地址都在这了，大家可根据所需要用的功能定义相应的寄存器。

　　以下是我在头文件所定义的格式，因为我只需要获取时间，不需要进行其他操作，所以部分寄存器没有使用。

#define DS3231_Address           0xD0                           //设备地址

#define Seconds_Register         0x00                           //秒钟寄存器

#define Minutes_Register         0x01                           //分钟寄存器

#define Hour_Register            0x02                           //小时寄存器

#define Day_Register             0x03                           //星期寄存器

#define Date_Register            0x04                           //日期寄存器

#define Month_Register           0x05                           //月份寄存器（第七位是世纪位）

#define Year_Register            0x06                           //年份寄存器

4. 例程

4.1 编译环境

　　我的编译环境是IAR，这款软件是现在STM8的主流平台，比较推荐。不过我打算等到STCubeMX更新出比较方便的版本后再去使用Keil5，因为我在用STM32的时候就是利用Keil5，的确很方便，你们也可以学着用一下。

4.2 主芯片

　　我的主芯片是STM8S系列中的103，其中STM8S的003、005、和103、105，配置一样（外设和CPU频率，FLASH），在代码相同的情况下均可进行烧写。

4.3 库文件的添加

　　我们的工程可以在IAR中的官方例程中复制，操作过程：打开STM8S_StdPeriph_Lib（这是一个官方的库文件，下载IAR STM8包的时候就携带，里面有库文件和相对应的例程），将Libraries文件复制到你工程所在的文件下，并将有关于ADC的库文件添加到你的工程列表当中。添加完成后，就可以开始编写代码了（如果你将全部的库文件都添加进来的话，编译程序后库文件还有红点报错的话，这是因为你选的芯片上没有该功能，你需要将其删掉才能不报错。）如图。

4.4 代码

4.4.1 SDA、SCL引角的定义

　　我这里将SDA、SCL都设置为了推挽输出，具体为什么可与参考上一片IIC协议讲解。

//IIC引脚 

GPIO_Init(IIC_SCL_GPIO_Port, IIC_SCL_Pin, GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);

GPIO_Init(IIC_SDA_GPIO_Port, IIC_SDA_Pin, GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);

4.4.2 DS3231句柄定义

　　为了能够方便数据的管理，所以我定义了DS3231的一个句柄。

typedef struct DS3231

{    

  uint8_t uSeconds;                     //秒

  uint8_t uMinutes;                     //分钟

  uint8_t uHour;                        //小时

  uint8_t uDay;                         //星期

  uint8_t uData;                        //日期

  uint8_t uMouth;                       //月份

  uint8_t uyear;                        //年份

  uint8_t uTime[3];                     //将秒、分钟、小时、日期包括在内

}DS3231_HandleTypeDef; 

4.4.3 BCD格式和B格式转换

　　在手册中可以看到，写入到DS3231中的格式是BCD格式，而读取到的却是B格式，所以我们需要两个函数将其转换，也方便我们察看数据的结果。

uint8_t Byte_Transform_BCD(uint8_t uData)

{

  uint8_t i, j, uBCD_Code;

  i = uData / 10;

  j = uData % 10;

  uBCD_Code = j + ( i << 4 );

  return uBCD_Code;

}

uint8_t BCD_Transform_Byte(uint8_t uData)

{

   uint8_t uByte_Code;

   uByte_Code  = (uData & 0x0f);

   uData     >>= 4;

   uData      &= 0x0f;

   uData      *= 10;

   uByte_Code += uData;

   return uByte_Code;

}

4.4.4读写函数编写

　　读写函数我们如果不去看手册说明的话是无法编写代码的，所以我们需要去看手册，根据手册中的IIC命令顺序进行编写代码。

这幅图为 IIC数据传输概述。

写函数流程图：

　　这个流程图是在DS3231中的官方图，根据图中的命令可以写出代码，其中，代码中出现IIC_HandleTypedef * iicHandle等参数，是IIC的句柄，具体可看上一篇博客，下面所出现的也是一样的意思。

uint8_t vSen_DS3231_Write_Bytes(IIC_HandleTypedef * iicHandle, uint8_t Register_Address, uint8_t Data_Byte)

{

  vIIC_Start_Signal(iicHandle);                                                 //1.  IIC_Start                 ;  起始信号                               

  vIIC_SendByte(iicHandle, Slave_Address);                                      //2.  IIC_Send Device Address(W);  发送（设备地址）告诉总线即将操作的设备   

  if(!bIIC_ReadACK(iicHandle))                                                  //3.  IIC_ReadAck               ;  等待响应

  {                                                                                   

    vIIC_Stop_Signal(iicHandle);                                                   

    return FALSE;                                                                     

  }

  vIIC_SendByte(iicHandle, Register_Address);                                   //4.  IIC_Send Register Address ; 发送（寄存器）   告诉设备我们即将操作的寄存器

  bIIC_ReadACK(iicHandle);                                                      //5.  IIC_ReadAck               ; 等待响应

  vIIC_SendByte(iicHandle, Data_Byte);                                          //6.  IIC_Send the data to Reg  ; 发送（数据）     写入数据到指定设备的寄存器中

  bIIC_ReadACK(iicHandle);                                                      //7.  IIC_ReadAck               ; 等待响应

  vIIC_Stop_Signal(iicHandle);                                                  //8.  IIC_Stop                  ; 结束信号

  return TRUE;

}

　　读函数流程图：

uint8_t vSen_DS3231_Read_Bytes(IIC_HandleTypedef * iicHandle, uint8_t Register_Address)

{

  uint8_t uRev_Register_Data = 0x00;

  vIIC_Start_Signal(iicHandle);                                                 //1.  IIC_Start                 ;  起始信号                                                                                                                                                  

  vIIC_SendByte(iicHandle, Slave_Address);                                      //2.  IIC_Send Device Address(W);  发送（设备地址）告诉总线即将操作的设备