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刘正航
305
User/bsp/src/bsp_i2c_gpio.c
Normal file
305
User/bsp/src/bsp_i2c_gpio.c
Normal file
@@ -0,0 +1,305 @@
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/*
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* 模块名称 : I2C总线驱动模块
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* 文件名称 : bsp_i2c_gpio.c
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* 版 本 : V1.0
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* 说 明 : 用gpio模拟i2c总线, 适用于STM32F4系列CPU。该模块不包括应用层命令帧，仅包括I2C总线基本操作函数。
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* 修改记录 :
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* 版本号 日期 作者 说明
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* V1.0 2015-05-21 armfly 正式发布
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* Copyright (C), 2015-2016, 安富莱电子 www.armfly.com
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*/
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/*
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应用说明：
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在访问I2C设备前，请先调用 i2c_CheckDevice() 检测I2C设备是否正常，该函数会配置GPIO
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*/
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#include "bsp.h"
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/*
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安富莱STM32-V4开发板 i2c总线GPIO:
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PB6/I2C1_SCL
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PB7/I2C1_SDA
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*/
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/* 定义I2C总线连接的GPIO端口, 用户只需要修改下面4行代码即可任意改变SCL和SDA的引脚 */
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#define RCC_I2C_PORT RCC_APB2Periph_GPIOB /* GPIO端口时钟 */
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#define PORT_I2C_SCL GPIOB /* GPIO端口 */
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#define PIN_I2C_SCL GPIO_Pin_6 /* GPIO引脚 */
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#define PORT_I2C_SDA GPIOB /* GPIO端口 */
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#define PIN_I2C_SDA GPIO_Pin_7 /* GPIO引脚 */
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#define I2C_SCL_PIN GPIO_Pin_6 /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
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#define I2C_SDA_PIN GPIO_Pin_7 /* 连接到SDA数据线的GPIO */
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/* 定义读写SCL和SDA的宏 */
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#define I2C_SCL_1() PORT_I2C_SCL->BSRR = I2C_SCL_PIN /* SCL = 1 */
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#define I2C_SCL_0() PORT_I2C_SCL->BRR = I2C_SCL_PIN /* SCL = 0 */
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#define I2C_SDA_1() PORT_I2C_SDA->BSRR = I2C_SDA_PIN /* SDA = 1 */
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#define I2C_SDA_0() PORT_I2C_SDA->BRR = I2C_SDA_PIN /* SDA = 0 */
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#define I2C_SDA_READ() ((PORT_I2C_SDA->IDR & I2C_SDA_PIN) != 0) /* 读SDA口线状态 */
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#define I2C_SCL_READ() ((PORT_I2C_SCL->IDR & I2C_SCL_PIN) != 0) /* 读SCL口线状态 */
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/*
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* 函 数 名: bsp_InitI2C
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* 功能说明: 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
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* 形 参: 无
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* 返 回 值: 无
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*/
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void bsp_InitI2C(void)
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{
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GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
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RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_I2C_PORT, ENABLE); /* 打开GPIO时钟 */
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GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
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GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD; /* 开漏输出模式 */
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GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_I2C_SCL;
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||||
GPIO_Init(PORT_I2C_SCL, &GPIO_InitStructure);
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||||
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||||
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_I2C_SDA;
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||||
GPIO_Init(PORT_I2C_SDA, &GPIO_InitStructure);
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||||
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||||
/* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */
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||||
i2c_Stop();
|
||||
}
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||||
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/*
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* 函 数 名: i2c_Delay
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* 功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
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* 形 参: 无
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||||
* 返 回 值: 无
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*/
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static void i2c_Delay(void)
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{
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uint8_t i;
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/*
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||||
CPU主频168MHz时，在内部Flash运行, MDK工程不优化。用台式示波器观测波形。
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循环次数为5时，SCL频率 = 1.78MHz (读耗时: 92ms, 读写正常，但是用示波器探头碰上就读写失败。时序接近临界)
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循环次数为10时，SCL频率 = 1.1MHz (读耗时: 138ms, 读速度: 118724B/s)
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||||
循环次数为30时，SCL频率 = 440KHz， SCL高电平时间1.0us，SCL低电平时间1.2us
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||||
上拉电阻选择2.2K欧时，SCL上升沿时间约0.5us，如果选4.7K欧，则上升沿约1us
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||||
实际应用选择400KHz左右的速率即可
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*/
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||||
for (i = 0; i < 30; i++)
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||||
;
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}
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||||
/*
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||||
*********************************************************************************************************
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||||
* 函 数 名: i2c_Start
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||||
* 功能说明: CPU发起I2C总线启动信号
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||||
* 形 参: 无
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||||
* 返 回 值: 无
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||||
*********************************************************************************************************
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||||
*/
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||||
void i2c_Start(void)
|
||||
{
|
||||
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */
|
||||
I2C_SDA_1();
|
||||
I2C_SCL_1();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SDA_0();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
|
||||
I2C_SCL_0();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
*********************************************************************************************************
|
||||
* 函 数 名: i2c_Start
|
||||
* 功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
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||||
* 形 参: 无
|
||||
* 返 回 值: 无
|
||||
*********************************************************************************************************
|
||||
*/
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||||
void i2c_Stop(void)
|
||||
{
|
||||
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */
|
||||
I2C_SDA_0();
|
||||
I2C_SCL_1();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SDA_1();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
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||||
*********************************************************************************************************
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||||
* 函 数 名: i2c_SendByte
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||||
* 功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
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||||
* 形 参: _ucByte ： 等待发送的字节
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||||
* 返 回 值: 无
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||||
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||||
*/
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||||
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
|
||||
{
|
||||
uint8_t i;
|
||||
|
||||
/* 先发送字节的高位bit7 */
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||||
for (i = 0; i < 8; i++)
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||||
{
|
||||
if (_ucByte & 0x80)
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||||
{
|
||||
I2C_SDA_1();
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
I2C_SDA_0();
|
||||
}
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SCL_1();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SCL_0();
|
||||
if (i == 7)
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||||
{
|
||||
I2C_SDA_1(); // 释放总线
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||||
}
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||||
_ucByte <<= 1; /* 左移一个bit */
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||||
i2c_Delay();
|
||||
}
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
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||||
*********************************************************************************************************
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||||
* 函 数 名: i2c_ReadByte
|
||||
* 功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
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||||
* 形 参: 无
|
||||
* 返 回 值: 读到的数据
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||||
*********************************************************************************************************
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||||
*/
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||||
uint8_t i2c_ReadByte(void)
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||||
{
|
||||
uint8_t i;
|
||||
uint8_t value;
|
||||
|
||||
/* 读到第1个bit为数据的bit7 */
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||||
value = 0;
|
||||
for (i = 0; i < 8; i++)
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||||
{
|
||||
value <<= 1;
|
||||
I2C_SCL_1();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
if (I2C_SDA_READ())
|
||||
{
|
||||
value++;
|
||||
}
|
||||
I2C_SCL_0();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
}
|
||||
return value;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
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||||
*********************************************************************************************************
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||||
* 函 数 名: i2c_WaitAck
|
||||
* 功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
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||||
* 形 参: 无
|
||||
* 返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
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||||
*********************************************************************************************************
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||||
*/
|
||||
uint8_t i2c_WaitAck(void)
|
||||
{
|
||||
uint8_t re;
|
||||
|
||||
I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SCL_1(); /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
if (I2C_SDA_READ()) /* CPU读取SDA口线状态 */
|
||||
{
|
||||
re = 1;
|
||||
}
|
||||
else
|
||||
{
|
||||
re = 0;
|
||||
}
|
||||
I2C_SCL_0();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
return re;
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
*********************************************************************************************************
|
||||
* 函 数 名: i2c_Ack
|
||||
* 功能说明: CPU产生一个ACK信号
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||||
* 形 参: 无
|
||||
* 返 回 值: 无
|
||||
*********************************************************************************************************
|
||||
*/
|
||||
void i2c_Ack(void)
|
||||
{
|
||||
I2C_SDA_0(); /* CPU驱动SDA = 0 */
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SCL_0();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
*********************************************************************************************************
|
||||
* 函 数 名: i2c_NAck
|
||||
* 功能说明: CPU产生1个NACK信号
|
||||
* 形 参: 无
|
||||
* 返 回 值: 无
|
||||
*********************************************************************************************************
|
||||
*/
|
||||
void i2c_NAck(void)
|
||||
{
|
||||
I2C_SDA_1(); /* CPU驱动SDA = 1 */
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
I2C_SCL_0();
|
||||
i2c_Delay();
|
||||
}
|
||||
|
||||
/*
|
||||
*********************************************************************************************************
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||||
* 函 数 名: i2c_CheckDevice
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||||
* 功能说明: 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
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* 形 参: _Address：设备的I2C总线地址
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||||
* 返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
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||||
*********************************************************************************************************
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||||
*/
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||||
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
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||||
{
|
||||
uint8_t ucAck;
|
||||
|
||||
if (I2C_SDA_READ() && I2C_SCL_READ())
|
||||
{
|
||||
i2c_Start(); /* 发送启动信号 */
|
||||
|
||||
/* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */
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||||
i2c_SendByte(_Address | I2C_WR);
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||||
ucAck = i2c_WaitAck(); /* 检测设备的ACK应答 */
|
||||
|
||||
i2c_Stop(); /* 发送停止信号 */
|
||||
|
||||
return ucAck;
|
||||
}
|
||||
return 1; /* I2C总线异常 */
|
||||
}
|
||||
|
||||
/***************************** 安富莱电子 www.armfly.com (END OF FILE) *********************************/
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