ARM(i2C总线通信) 2023.12.13

main.c

#include "si7006.h"int main(){unsigned short hum;short tem;//进行si7006的初始化si7006_init();while(1){//读取湿度hum=si7006_read_hum_data(0X40,0XE5);//读取温度tem=si7006_read_temp_data(0X40,0XE3);//将温度数据和湿度数据按照转换公式进行转换hum=125*hum/65536-6;tem=175.72*tem/65536-46.85;deley(1000);//延时打印//将获取到的数据打印到串口printf("hum:%d\n",hum);printf("tem:%d\n",tem);}return 0;}

si7006.h

#ifndef __SI7006_H__
#define __SI7006_H__#include "iic.h"
#define     SI7006_SLAVE   0x40void si7006_init(void);void deley(int ms);unsigned short si7006_read_hum_data(unsigned char slave_addr, unsigned char cmd_code);
short si7006_read_temp_data(unsigned char slave_addr, unsigned char cmd_code);#endif //__SI7006_H__

i2c.h

#ifndef __IIC_H__
#define __IIC_H__
#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.h"
//#include "gpio.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 

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->10000000if (dat & 0X80) // 最高位为1{// 发送1I2C_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  0000 0000if (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;
}
/** 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();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();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
}

si7006.c

#include "iic.h"
#include "si7006.h"
void deley(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
*/ 
//往SI7006芯片0XE6写入0X3A
void si7006_init(void)
{//I2初始化i2c_init();//发送起始信号i2c_start();//主机发送7位从机地址+1位写位i2c_write_byte(0X40<<1|0);//等待从机回应i2c_wait_ack();//发送寄存器地址i2c_write_byte(0XE6);//等待从机回应i2c_wait_ack();//发送要写的数据i2c_write_byte(0X3A);//等待从机回应i2c_wait_ack();//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 slave_addr, unsigned char cmd_code)
{unsigned short dat;//保存读取到的湿度数据unsigned char dat_h,dat_l;//保存读取到的数据的高八位和低八位//发送起始信号i2c_start();//主机发送7位从机地址+1位写位i2c_write_byte(slave_addr<<1|0);//等待从机回应i2c_wait_ack();//发送寄存器地址i2c_write_byte(cmd_code);//等待从机回应i2c_wait_ack();//发送第二次起始信号i2c_start();//主机发送7位从机地址+1位写位i2c_write_byte(slave_addr<<1|1);//等待从机回应i2c_wait_ack();//延时等待从机测量数据deley(100);//读取数据的高8位dat_h=i2c_read_byte(0);//读取完毕发送应答信号//读取数据的低8位dat_l=i2c_read_byte(1);//读取完毕发送非应答信号//发送停止信号i2c_stop();//将读取到的数据整合到一起dat=(dat_h<<8)|dat_l;return dat;
}
/** 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(unsigned char slave_addr, unsigned char cmd_code)
{short dat;//保存读取到的温度数据char dat_h,dat_l;//保存读取到的数据的高八位和低八位//发送起始信号i2c_start();//主机发送7位从机地址+1位写位i2c_write_byte(slave_addr<<1|0);//等待从机回应i2c_wait_ack();//发送寄存器地址i2c_write_byte(cmd_code);//等待从机回应i2c_wait_ack();//发送第二次起始信号i2c_start();//主机发送7位从机地址+1位写位i2c_write_byte(slave_addr<<1|1);//等待从机回应i2c_wait_ack();//延时等待从机测量数据deley(100);//读取数据的高8位dat_h=i2c_read_byte(0);//读取完毕发送应答信号//读取数据的低8位dat_l=i2c_read_byte(1);//读取完毕发送非应答信号//发送停止信号i2c_stop();//将读取到的数据整合到一起dat=(dat_h<<8)|dat_l;return dat;
}

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