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 \
* --------
* */
// 确保SDA是输出状态 PF15输出
SET_SDA_OUT;
// 空闲状态SDA和SCL拉高
I2C_SCL_H;
I2C_SDA_H;
delay_us(); // 延时等待一段时间
I2C_SDA_L; // 数据线拉低
delay_us(); // 延时等待一段时间
I2C_SCL_L; // 时钟线拉低，让总线处于占用状态
}
/*
* 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 /
* --- -------
* */
// 确保SDA是输出状态 PF15输出
SET_SDA_OUT;
// 时钟线拉低，为了修改数据线
I2C_SCL_L;
delay_us(); // 延时等待一段时间
I2C_SDA_L; // 数据线拉低
delay_us(); // 延时等待一段时间
// 时钟线拉高
I2C_SCL_H;
delay_us(); // 延时等待一段时间
I2C_SDA_H; // 数据线拉高
}
/*
* 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
* */
// 确保SDA是输出状态 PF15输出
SET_SDA_OUT;
unsigned int i;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
// 时钟线拉低
I2C_SCL_L;
delay_us(); // 延时
// 0X3A->0011 1010 0X80->10000000
if (dat & 0X80) // 最高位为1
{
// 发送1
I2C_SDA_H;
}
else // 最高位为0
{
I2C_SDA_L; // 发送0
}
delay_us(); // 延时
// 时钟线拉高，接收器接收
I2C_SCL_H;
delay_us(); // 延时,用于等待接收器接收数据
delay_us(); // 延时
// 将数据左移一位，让原来第6位变为第7位
dat = dat << 1;
}
}
/*
* 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
* */
unsigned int i;
unsigned char dat; // 保存接受的数据
// 将数据线设置为输入
SET_SDA_IN;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
// 先把时钟线拉低，等一段时间，保证发送器发送完毕数据
I2C_SCL_L;
delay_us();
delay_us(); // 保证发送器发送完数据
// 时钟线拉高，读取数据
I2C_SCL_H;
delay_us();
dat = dat << 1; // 数值左移 一定要先左移在赋值，不然数据会溢出
if (I2C_SDA_READ) // pf15管脚得到了一个高电平输入
{
dat |= 1; // 0000 0110
}
else
{
dat &= (~0X1);
}
delay_us();
}
if (ack)
{
i2c_nack(); // 发送非应答信号，不再接收下一次数据
}
else
{
i2c_ack(); // 发送应答信号
}
return dat; // 将读取到的数据返回
}
/*
* 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
*
* -----------
* 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
* */
// 时钟线拉低，接收器可以发送信号
I2C_SCL_L;
I2C_SDA_H; // 先把数据线拉高，当接收器回应应答信号时，数据线会拉低
delay_us();
SET_SDA_IN; // 设置数据线为输入
delay_us(); // 等待从机响应
delay_us();
I2C_SCL_H; // 用于读取数据线数据
if (I2C_SDA_READ) // PF15得到一个高电平输入，收到非应答信号
return 1;
I2C_SCL_L; // 时钟线拉低，让数据线处于占用状态
return 0;
}
/*
* 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
* --- -------------
* */
// 保证数据线是输出
SET_SDA_OUT;
I2C_SCL_L; // 拉低时钟线
delay_us();
I2C_SDA_L; // 数据线拉低，表示应答信号
delay_us();
I2C_SCL_H; // 时钟线拉高，等待发送器读取应答信号
delay_us(); // 让从机读取我们当前的回应
delay_us();
I2C_SCL_L; // 数据线处于占用状态，发送器发送下一次数据
}
/*
* 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
* ---
* */
// 保证数据线是输出
SET_SDA_OUT;
I2C_SCL_L; // 拉低时钟线
delay_us();
I2C_SDA_H; // 数据线拉高，表示非应答信号
delay_us();
I2C_SCL_H; // 时钟线拉高，等待发送器读取应答信号
delay_us();
delay_us();
I2C_SCL_L; // 数据线处于占用状态，发送器发送下一次数据
}
IIC.h
cpp
#ifndef __IIC_H__
#define __IIC_H__
#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.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); // 微秒延时
void delay(int ms); // 毫秒延时
void i2c_init(void); // 初始化
void i2c_start(void); // 起始信号
void i2c_stop(void); // 终止信号
void i2c_write_byte(unsigned char dat); // 写一个字节数据
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack); // 读取一个字节数据
unsigned char i2c_wait_ack(void); // 等待应答信号
void i2c_ack(void); // 发送应答信号
void i2c_nack(void); // 发送非应答信号
#endifsi7006.c
cpp
#include "si7006.h"
void delay1(int ms)
{
int i, j;
for (i = 0; i < ms; i++)
{
for (j = 0; j < 2000; j++);
}
}
/*
* 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)
{
// 1.发起起始信号
i2c_start();
// 2.发送7bit从机地址和写标志位 0X80
i2c_write_byte(0x40 << 1 | 0);
// 3.等待从机应答
i2c_wait_ack();
// 4.发送寄存器地址 0XE6
i2c_write_byte(0xE6);
// 5.等待从机应答
i2c_wait_ack();
// 6.向从机发送数据 0X3A
i2c_write_byte(0x3A);
// 7.等待从机应答
i2c_wait_ack();
// 8.发送终止信号
i2c_stop();
}
/*
* 函数名：si7006_read_hum_data
* 函数功能：读取SI7006的湿度转换结果
* 函数参数：
* slave_addr ： 从机地址
* cmd_code ： 命令码
* 函数返回值：湿度测量的数字量
*/
unsigned short si7006_read_hum_data()
{
unsigned char hum_l = 0, hum_h = 0; //
unsigned short hum = 0;
// 1.主机发起起始信号
i2c_start();
// 2.主机发送7bit从机地址+1bit写标志
i2c_write_byte(0x40 << 1 | 0);
// 3.等待从机应答
i2c_wait_ack();
// 4.主机发送8bit寄存器地址
i2c_write_byte(0xE5);
// 5.等待从机应答
i2c_wait_ack();
// 6.主机发起重复起始信号
i2c_start();
// 7.主机发送7bit从机地址+1bit 读 0X81
i2c_write_byte(0x40 << 1 | 1);
// 8.等待从机应答
i2c_wait_ack();
// 9.延时等待从机测量数据
delay1(100);
// 10.读取湿度的高8bit数据 hum_h
// 11.发送应答信号
hum_h = i2c_read_byte(0);
// 12.读取湿度的低8位数据 hum_l
// 13.发送非应答信号
hum_l = i2c_read_byte(1);
// 14.发起终止信号
i2c_stop();
// 15.将读取到的数据的低8位和高8bit合成一个完整的数据
hum = (hum_h << 8) | hum_l; // 将高位左移八位，与低位组合成一个2B的湿度测量数据
return hum;
}
/*
* 函数名：si7006_read_temp_data
* 函数功能：读取SI7006的温度转换结果
* 函数参数：
* slave_addr ： 从机地址
* cmd_code ： 命令码
* 函数返回值：温度测量的数字量
*/
short si7006_read_temp_data()
{
char tem_l = 0, tem_h = 0;
short tem = 0;
// 1.主机发起起始信号
i2c_start();
// 2.主机发送7bit从机地址+1bit写标志
i2c_write_byte(0x80);
// 3.等待从机应答
i2c_wait_ack();
// 4.主机发送8bit寄存器地址
i2c_write_byte(0xE3);
// 5.等待从机应答
i2c_wait_ack();
// 6.主机发起重复起始信号
i2c_start();
// 7.主机发送7bit从机地址+1bit 读 0X81
i2c_write_byte(0X81);
// 8.等待从机应答
i2c_wait_ack();
// 9.延时等待从机测量数据
delay1(100);
// 10.读取湿度的高8bit数据 tem_h
// 11.发送应答信号
tem_h = i2c_read_byte(0);
// 12.读取湿度的低8位数据 tem_l
// 13.发送非应答信号
tem_l = i2c_read_byte(1);
// 14.发起终止信号
i2c_stop();
// 15.将读取到的数据的低8位和高8bit合成一个完整的数据
tem = (tem_h << 8) | tem_l; // 将高位左移八位，与低位组合成一个2B的温度测量数据
return tem;
}si7006.h
cpp
#ifndef __SI7006_H__
#define __SI7006_H__
#include "iic.h"
#define SI7006_SLAVE 0x40
void delay1(int ms);
void si7006_init(void);
unsigned short si7006_read_hum_data();
short si7006_read_temp_data();
#endif //__SI7006_H__main.c
cs
#include "si7006.h"
#include "iic.h"
#include "led.h"
extern void printf(const char *fmt, ...);
int main()
{
//si7006初始化
si7006_init();
i2c_init();
led_start();
unsigned short hum;
short tem;
while(1)
{
//读取温度和湿度
hum=si7006_read_hum_data();
tem=si7006_read_temp_data();
//计算温湿度数据
hum=hum*125/65536-6;
tem=tem*175.72/65536-46.85;
if (tem > 26)
{
LED1_CTRL(1);
LED2_CTRL(1);
LED3_CTRL(1);
fan(1);
buzzer(1);
}
printf("hum:%d\n",hum);
printf("tem:%d\n",tem);
delay1(1000);
}
return 0;
}开始时要保证时钟线和数据线都是高电平状态。时钟线保持高电平，数据线产生下降沿时是启动信号。当时钟线保持低电平时，可以像数据线中写入数据，高电平时可以从数据线中读取数据。时钟线保持高电平，数据线产生上升沿时是停止信号。
IIC是一种串行、半双工、同步的通信方式。