STM32单片机模拟IIC通用驱动程序

ID:309610 · 发表于 2024-8-10 22:40

要用到IIC程序网上找了许多参考大多不完整，或不完善，不尽如意。参考他人程序写了一份模拟程序，通用性强，略做修改引脚即可移植到51单片机平台，测试可使用多种芯片，功能完善可单个程序读写一个数据，也可连续读写一组数据，速度快，具有速度调节。可靠具有超时检测，故障重启功能。目前使用它驱动4线OLED显示和读写时钟，达到设计目标，使用过程可以任意通断一条线，线路恢复，显示和时钟读写恢复正常。有需要高可靠性读写EEPRAM的可以，进一步采用写后复读比对。

单片机代码
//=====================MRI2C.h===========================
#ifndef __MRI2C_H
#define __MRI2C_H
#include "stm32f10x.h"

#include "wei_bit.h" //位带操作

#define W_SCL    PBout(8) // 定义输出SCL引脚
#define W_SDA    PBout(9) //定义输出SDA引脚
#define R_SDA    PBin(9) //定义SDA输入用于读取状态

// 如果要启用高速 I2C，则定义 IIC_HS 注释掉下面一行降速
#define IIC_HS

// 条件编译的代码
#ifdef IIC_HS //电平改变后无延时最高速度约300Khz
#define W_SCL_H W_SCL=1
#define W_SCL_L W_SCL=0
      #define W_SDA_H W_SDA=1
#define W_SDA_L W_SDA=0
#else //电平改变后延时达到减低速度目的约100Khz
      #define W_SCL_H W_SCL=1 ; IIc_Delay(10)    //SCL拉高并延时
#define W_SCL_L W_SCL=0 ; IIc_Delay(10)    //SCL拉低并延时
      #define W_SDA_H W_SDA=1 ; IIc_Delay(5)    //SDA拉高加延时
#define W_SDA_L W_SDA=0       ; IIc_Delay(5)    //SDA拉低并延时
#endif

#define PCF8575_ADDRESS             0x40             //IIC的I2C从机地址
#define PCF8574_ADDRESS             0x4E             //IIC的I2C从机地址
#define PCF2129_ADDRESS          0xA2 //pcf2129
#define PCF8563_ADDRESS          0xA2 //pcf8563
#define R8025_ADDRESS          0x64 //R8025

extern  uint8_t IIC_EEr ;    //错误标志

extern void I2C1_Init(void);             // IIC初始化
extern void I2C1_Reset(void);             //I2C故障重启

extern void I2C1_Read (uint8_t ADDRESS       , uint8_t addr,uint8_t *pData,uint8_t len);
extern void I2C1_Write(uint8_t ADDRESS       , uint8_t addr,uint8_t *pData,uint8_t len);

#endif
//====================MRI2C.c========================
//***************模拟IIC程序************************************
/*无延时，最高速度，时钟脉宽1.25us，间歇2.5us */
#include "stm32f10x.h"                // Device header
#include "Delay.h"
#include "MRI2C.h"

#include "stm32f10x_i2c.h"

uint8_t IIC_EEr = 0;       //错误标志。
uint16_t  EER_coner = 0;    //错误计数器

//*********************************************************
void IIc_Delay(uint16_t ys)
{ uint16_t ystm;
         ystm=ys;
                              while(ystm--){}
}

//产生IIC起始信号
void MyI2C_Start(void)
{
W_SDA_H;
W_SCL_H;
W_SDA_L;
W_SCL_L;
}
//产生IIC停止信号
void MyI2C_Stop(void)
{
W_SDA_L;
W_SCL_H;
W_SDA_H;

}
/**
  * 函数：I2C发送一个字节
  * 参数：Byte 要发送的一个字节数据，范围：0x00~0xFF
  * 返回值：无
  */
void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
      uint8_t i;
      for (i = 0; i < 8; i ++)
      {
   W_SDA=(Byte&0x80)>>7;
   Byte<<=1;
               W_SCL_H;
               W_SCL_L;
      }
}
/**
  * 函数：I2C接收一个字节
  * 参数：无
  * 返回值：接收到的一个字节数据，范围：0x00~0xFF
  */
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void)
{
      uint8_t i, Byte = 0x00;
      W_SDA_H;
      for (i = 0; i < 8; i ++)
      {
            W_SCL_H;
      Byte<<=1;
      if(R_SDA)
                     Byte|= 0x01;
            W_SCL_L;
}
      return Byte;
}
/**
  * 函数：I2C发送应答位
  * 参数：Byte 要发送的应答位，范围：0~1，0表示应答，1表示非应答
  * 返回值：无
  */
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit)
{
      W_SDA=AckBit;
      W_SCL_H;
      W_SCL_L;
}

//============================================================
//等待应答信号到来
//返回值：0，接收应答失败报错IIC_EEr
//       1，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
      u16 ucErrTime=0;
      W_SDA_H;
      W_SCL_H;
      while(-R_SDA)
      {
               ucErrTime++;
               if(ucErrTime>10000)
                                    {
                                          IIC_EEr = 1;    //错误标志重启IIC
                                                      EER_coner++; //错误计数器用于调试
                                          MyI2C_Stop();
                                          return 0;
                                    }
      }
      W_SCL_L;
      return 1;
}
/**
  * 函数：I2C连续写一组数据
  * 参数：ADDRESS 器件码， addr 起始寄存地址，*pData 要写的数组，len 写入字数
  * 返回值：无
  */
void I2C1_Write(uint8_t ADDRESS       , uint8_t addr,uint8_t *pData,uint8_t len)
{
      uint8_t i;
            MyI2C_Start();       //I2C起始
      MyI2C_SendByte(ADDRESS);  //发送从机地址，读写位为0，表示即将写入
      if(IIC_Wait_Ack())                               //接受应答出错跳过
      MyI2C_SendByte(addr);    //发送寄存器地址
      if(IIC_Wait_Ack())                               //接受应答出错跳过
      for(i=len;i>0;i--){
                        MyI2C_SendByte(*pData);pData++;//发送要写入寄存器的数据
                        IIC_Wait_Ack();             //接受应答
                  }
      MyI2C_Stop();                                              //I2C终止
      }


/**
  * 函数：I2C连续读一组数据
  * 参数：ADDRESS 器件码， addr 起始寄存地址，*pData 保存数组位置，len 读出字数
  * 返回值：无
  */
void I2C1_Read(uint8_t ADDRESS, uint8_t addr,uint8_t *pData,uint8_t len)
      {
//       uint8_t i;
      MyI2C_Start();                                              //I2C起始
      MyI2C_SendByte(ADDRESS);       //发送从机地址，读写位为0，表示即将写入
      if(IIC_Wait_Ack())                                     //接受应答出错退出
      MyI2C_SendByte(addr);                      //发送寄存器地址
      if(IIC_Wait_Ack())                               //接受应答出错退出
                  {  MyI2C_Start();                                                       //I2C重复起始
                     MyI2C_SendByte(ADDRESS | 0x01);       //发送从机地址，读写位为1，表示即将读取
                     }
      if(IIC_Wait_Ack()){                                     //接受应答出错退出
      while (len)
      {
      *pData = MyI2C_ReceiveByte();                      //接收指定寄存器的数据
      if(len == 1)
                  MyI2C_SendAck(1);       //发送非应答，终止从机的数据输出
      else
                  MyI2C_SendAck(0);       //发送应答, 继续从机的数据输出
      pData++;
      len--;
      }
                                       }
MyI2C_Stop();                                              //I2C终止
}

// IIC初始化
void I2C1_Init(void) {
      /*开启时钟*/
      RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);       //开启GPIOB的时钟
      /*GPIO初始化*/
      GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);                                     //将PB8和PB9引脚初始化为开漏输出
      /*设置默认电平*/
      GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9);                      //设置PB8和PB9引脚初始化后默认为高电平（释放总线状态）
}
//---------------------------------------------------------------------------------------

void I2C1_Reset(void)    //I2C故障重启
{ uint8_t i;
// 手动操作SCL和SDA
         W_SDA_L;
for (i = 0; i < 9; i++)
      {
   W_SCL_H;
                     Delay_us(1); // 延时
   W_SCL_L;
                     Delay_us(1); // 延时
}
   W_SDA_L; // l拉低SDA
            Delay_us(1); // 延时
               W_SCL_H;
      Delay_us(1); // 延时
   W_SDA_H;          // 释放SDA 产生停止信号  必须用于消除重启后I2C->SR .BUSY 位
      Delay_us(1);// 延时
IIC_EEr = 0;    //清除错误标志
}

/*************************例子：main.c *********************************

uint8_t buffer[7]={0,0,0,0,0,0,0};

int main(void)
{
uint8_t  Data=0;

         // IIC初始化
I2C1_Init();
   //I2C故障重启消除异常状态
I2C1_Reset();
I2C1_Write(PCF8563_ADDRESS,0,buffer, 7); // 将缓冲区数据写入PCF8563寄存器时钟清零
   //OLED初始化
OLED_Init();

  while
  {
I2C1_Read(R8025_ADDRESS,0,buffer, 7); //读取时钟

I2C1_Write(0x78,0x40,&Data,1); Data++; // 写一个数据  oled显示屏驱动测试

               if (IIC_EEr == 0) //错误标志{
                                    { disp_p(dis);}    //IIC4线oled显示驱动程序
                     else {
                           I2C1_Reset();    //I2C故障重启
                                                   OLED_Init();//OLED初始化
                                                   num_REST++;                      //错误计数
                           }
      }
}
}
************************************************************************/

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