1. 2、编写IIC协议，采集温湿度值
iic.h
#ifndef __IIC_H__
#define __IIC_H__
#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.h"
#include "led.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);
void i2c_init(void);
void i2c_start(void);
void i2c_stop(void);
void i2c_write_byte(unsigned char dat);
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack);
unsigned char i2c_wait_ack(void);
void i2c_ack(void);
void i2c_nack(void);
#endif si7006.h
#ifndef __SI7006_H__
#define __SI7006_H__
#include "iic.h"
#define SI7006_SLAVE 0x40
void si7006_init(void);
short si7006_read_data(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr);
#endif //__SI7006_H__iic.c
#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 \
* --------
*
*/
SET_SDA_OUT; //1.设置数据线为输出模式
I2C_SCL_H; //2.SCL为高电平
delay_us();
I2C_SDA_H; //3.SDA为高电平
delay_us();
I2C_SDA_L; //4.SDA拉低
I2C_SCL_L; //5.SCL拉低,起始信号产生之后,总线处于占用状态
}
/*
* 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 /
* --- -------
* */
SET_SDA_OUT; //1.设置数据线为输出模式
I2C_SCL_L; //2.设置SCL为低电平
delay_us();
I2C_SDA_L; //3.设置SDA为低电平
delay_us();
I2C_SCL_H; //4.SCL拉高
I2C_SDA_H; //5.SDA拉高
}
/*
* 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
* */
SET_SDA_OUT; //1.设置数据线为输出模式
//2. for循环, 条件, 实现SCL先发高位,再发低位
for(int i=0;i<8;i++)
{
I2C_SCL_L; //2.时钟线拉低,可以向数据线上写入数据
delay_us();
if(dat & 0x80) // 先发高位,再发低位
I2C_SDA_H; //3.向数据线上写入高电平
else
I2C_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.先发高位,数据左移
}
}
/*
* 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
* ACK=0,应答信号
* ACK=1,非应答信号
* */
unsigned int dat;
SET_SDA_IN; //1.设置数据线为输入模式
for(int 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.时钟线为高电平时,从数据线上读取数据
delay_us();
dat <<= 1; //4.移位
if(I2C_SDA_READ)
dat |= 1; //5.读取数据为1
else
dat |= 0; //6.读取为0
delay_us();
}
if(!ack)
i2c_ack(); //7.应答信号
else
i2c_nack(); //8.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
*
t -----------
* 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.时钟线为低电平
delay_us();
I2C_SDA_H; //2.数据线为高电平,释放总线
delay_us();
SET_SDA_IN; //3.设置数据线为输入模式
delay_us();
I2C_SCL_H; //4.时钟为高电平期间
delay_us();
if(I2C_SDA_READ)//5.从数据线上读取数据
return 1; //6.读1,非应答信号
I2C_SCL_L; //时钟线为低电平,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.设置数据线为输出模式
I2C_SCL_L; //2.时钟线为低电平时,改变数据线上的数据
delay_us();
I2C_SDA_L; //3.应答信号 ===> 0
delay_us();
I2C_SCL_H; //4.等待从机读取应答信号
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.设置数据线为输出模式
I2C_SCL_L; //2.时钟线为低电平时,改变数据线上的数据
delay_us();
I2C_SDA_H; //3.非应答信号 ===> 0
delay_us();
I2C_SCL_H; //4.等待从机读取应答信号
delay_us();
delay_us();
I2C_SCL_L; //5.总线处于占用状态
}si7006.c
#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();
i2c_start();
i2c_write_byte(SI7006_SLAVE<<1 | 0);
i2c_wait_ack();
i2c_write_byte(0xE6);
i2c_wait_ack();
i2c_write_byte(0x3A);
i2c_wait_ack();
i2c_stop();
}
/*
* 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
*/
short si7006_read_data(unsigned char slave_addr,
unsigned char reg_addr)
{
short dat;
short dat1,dat2;
i2c_start(); //起始信号
i2c_write_byte(slave_addr<<1 | 0);//从机地址+写
i2c_wait_ack(); //ack
i2c_write_byte(reg_addr); //命令码
i2c_wait_ack();
i2c_start(); //起始信号
i2c_write_byte(slave_addr<<1 | 1);//从机地址+读
i2c_wait_ack();
delay_ms(100); //测量时间
dat1 = i2c_read_byte(0);
dat2 = i2c_read_byte(1); //NACK
i2c_stop();//停止信号
dat = (dat1 << 8) | dat2;
return dat;
}
main.c
#include "iic.h"
#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++);
}
#define Measure_RH_cmd 0xE5 //测量湿度cmd
#define Measure_Temp_cmd 0xE3 //测量温度cmd
int main()
{
short temp;
unsigned short hum;
si7006_init();
while(1)
{
hum = si7006_read_data(SI7006_SLAVE , Measure_RH_cmd); //测量湿度
hum = (125*hum)/65536 - 6;
printf("hum = %d\n",hum);
delay_ms(1000);
temp = si7006_read_data(SI7006_SLAVE , Measure_Temp_cmd); //测量温度
temp = (175.72*temp)/65536 - 46.85;
printf("temp = %d\n",temp);
delay_ms(1000);
}
return 0;
}
运行结果：
2.思维导图
