GPIO模拟IIC通信测量环境光

目录

iic.h

iic.c

ap3216c.h

ap3216.c

main.c

实验效果

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iic.h

#ifndef __IIC_H__
#define __IIC_H__

#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.h"
//SDA 数据线为PF15
//SCL 时钟线为PF14

//配置PF15为输出模式
#define SET_SDA_OUT do{GPIOF->MODER &=(~(0x3<<30));\
                       GPIOF->MODER |=(0x1<<30);}while(0)

//配置PF15为输入模式
#define SET_SDA_IN  do{GPIOF->MODER &=(~(0x3<<30));}while(0)

//读取PF15输入寄存器的值
#define I2C_SDA_READ GPIOF->IDR & (0x1<<15)

//PF14输出高电平、低电平
#define I2C_SCL_H  do{GPIOF->BSRR |= (0x1<<14);}while(0)
#define I2C_SCL_L  do{GPIOF->BRR |= (0x1<<14);}while(0)

//PF15输入高电平、低电平
#define I2C_SDA_H do{GPIOF->BSRR |= (0x1<<15);}while(0)
#define I2C_SDA_L do{GPIOF->BRR |= (0x1<<15);}while(0)


void delay_us(void);
//模拟I2C
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

iic.c

#include "iic.h"

//微妙级的延时
void delay_us(void){
    unsigned int i=2000;
    while(i--);
}
//模拟I2C

//I2C初始化
void i2c_init(void){
    //GPIOF时钟使能
    RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1<<5);

    //配置PF14、PF15为输出模式
    GPIOF->MODER &= (~(0xF<<28));
    GPIOF->MODER |= (0x5<<28);

    //配置PF14、PF15为推挽输出
    GPIOF->OTYPER &= (~(0x3<<14));

    //配置PF14、PF15输出速度为超高速
    GPIOF->OSPEEDR |= (0xF<<28);

    //配置PF14、PF15无上拉下拉
    GPIOF->PUPDR &= (~(0xF<<28));

    //将SCL和SDA输出高电平
    I2C_SCL_H;
    I2C_SDA_H;

}

//发送起始信号
void i2c_start(void){

    //设置SDA为输出模式
    SET_SDA_OUT;
    //拉高数据线和时钟线
    I2C_SCL_H;
    I2C_SDA_H;
    delay_us();  //延时
    //拉低数据线
    I2C_SDA_L;
    delay_us();  //延时

    //拉低时钟线
    I2C_SCL_L;

}

//发送停止信号
void i2c_stop(void){
    //设置SDA为输出模式
    SET_SDA_OUT;

    //拉低时钟线
    I2C_SCL_L;
    delay_us();
    delay_us();
    //修改数据线为低电平
    I2C_SDA_L;
    delay_us();
    //拉高时钟线
    I2C_SCL_H;
    delay_us();
    //拉高数据线
    I2C_SDA_H;

}

//发送数据
void i2c_write_byte(unsigned char  dat){
    unsigned int i;
    //PF14配置为输出模式
    SET_SDA_OUT;
    for(i=0;i<8;i++){
        //拉低时钟线
        I2C_SCL_L;
        delay_us();
        //修改数据线的值
        if(dat&(0x1<<7)){
            I2C_SDA_H;
        }
        else{
            I2C_SDA_L;
        }
        delay_us();
        //拉高时钟线
        I2C_SCL_H;
        delay_us();   //拉高是时钟线后延时 
        delay_us();   //延时等待从机读取
        dat<<=1;
    }
}

//读取数据
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack){
    //配置为输入模式
    SET_SDA_IN;
    unsigned char data;
    for(unsigned int i=0;i<8;i++){
        //从机需要向寄存器写入数据
        //所有需要拉低时钟线
        I2C_SCL_L;
        delay_us();   //延时
        delay_us();   //等待从机写入数据
        //拉高时钟线读取数据
        I2C_SCL_H;
        delay_us();    //延时
        data<<=1;
        if(I2C_SDA_READ){
           data|=0x1; 
        }
        else data|=0x0;
    }
    if(!ack){
        i2c_nack();
    }
    else{
        i2c_ack();
    }
    //返回读取的数值
    return data;
}

//等带从机ack
unsigned char i2c_wait_ack(void){

    //拉低时钟线，修改SDA电平
    I2C_SCL_L;
    delay_us();
    I2C_SDA_H; //释放给从机
    delay_us();
    //SDA配置为输入模式
    SET_SDA_IN;
    delay_us();
    delay_us();
    //拉高时钟线读取从机ack
    I2C_SCL_H;
    delay_us();
    if(I2C_SDA_READ){
        return 1;
    }
    I2C_SCL_L;
    return 0;
}    

//ack应答
void i2c_ack(void){
    //配置为输出模式
    SET_SDA_OUT;

    //拉低时钟线
    I2C_SCL_L;
    delay_us();

    //拉低数据线
    I2C_SDA_L;
    delay_us();
    //拉高时钟线
    I2C_SCL_H;
    delay_us();
    delay_us();
      //拉低时钟线？
    I2C_SCL_L;
}

//非ack应答
void i2c_nack(void){
 //配置为输出模式
    SET_SDA_OUT;

    //拉低时钟线
    I2C_SCL_L;
    delay_us();

    //拉高数据线
    I2C_SDA_H;
    delay_us();
    //拉高时钟线
    I2C_SCL_H;
    delay_us();
    delay_us();

    //拉低时钟线？
    I2C_SCL_L;
    
}

ap3216c.h

#ifndef __AP3216C_H__
#define __AP3216C_H__

//ap3216c初始化
void ap3216c_init();
void ap3216c_init1();
//读取ap3216c环境光
unsigned char ap3216c_read_alsl();
unsigned char ap3216c_read_alsh();

#endif

ap3216.c

#include "ap3216c.h"
#include "iic.h"
//ap3216c初始化
void ap3216c_init(){
    //发送起始信号
    i2c_start();
    //发送七位从机地址+1位写标志  0x1E | 0x0 = 0x3c
    i2c_write_byte(0x3c);
    //等待从机应答
    i2c_wait_ack();
    //发送8位寄存器地址0x00
    i2c_write_byte(0x00);
    //等待从机应答
    i2c_wait_ack();
    //写入数据0x3A,si7006初始值
    i2c_write_byte(0x1);
    //等待应答
    i2c_wait_ack();
    //发送停止信号 
    i2c_stop();
}


//读取ap3216c环境光
unsigned char ap3216c_read_alsl(){
    //发送起始信号
    i2c_start();
    //发送七位从机地址+1位写标志  0x1E | 0x0 = 0x3C
    i2c_write_byte(0x3C);
    //等待从机应答
    i2c_wait_ack();
    //发送8位寄存器地址0xE3
    i2c_write_byte(0x0C);
    //等待从机应答
    i2c_wait_ack();
    //发送重复开始信号
    i2c_start();
    //发送从机地址和读写标志  0x40 | 0x1 = 0x81
    i2c_write_byte(0x3D);
    //等待从机应答
    i2c_wait_ack();
    //读取环境光
    char als_l;
    als_l=i2c_read_byte(1);
    //发送应答

    //发送停止信号
    i2c_stop();
    return als_l;

}
//读取ap3216c环境光
unsigned char ap3216c_read_alsh(){
    //发送起始信号
    i2c_start();
    //发送七位从机地址+1位写标志  0x1E | 0x0 = 0x3C
    i2c_write_byte(0x3C);
    //等待从机应答
    i2c_wait_ack();
    //发送8位寄存器地址0xE3
    i2c_write_byte(0x0D);
    //等待从机应答
    i2c_wait_ack();
    //发送重复开始信号
    i2c_start();
    //发送从机地址和读写标志  0x40 | 0x1 = 0x81
    i2c_write_byte(0x3D);
    //等待从机应答
    i2c_wait_ack();
    //读取环境光
    char als_h;
    als_h=i2c_read_byte(1);
    //发送应答

    //发送停止信号
    i2c_stop();
    return als_h;

}

main.c

#include "gpio.h"
#include "led.h"
#include "uart4.h"
#include "keyip.h"
#include "iic.h"
#include "si7006.h"
#include "ap3216c.h"
extern void printf(const char *fmt, ...);
int main()
{
	led1_init();
	i2c_init();
	ap3216c_init();
	unsigned short als;
	unsigned char als_l;
	unsigned char als_h;
	while (1)
	{
		als_l=ap3216c_read_alsl(1);
		als_h=ap3216c_read_alsh(1);
		als=((unsigned short)als_h<<8) | als_l;
		printf("als=%d\n",als);
		if(als<100){
			led1_ctl(1);
		}
		else{
			led1_ctl(0);
		}
		delay(1000);
	
	}
	return 0;
}

实验效果