/** ****************************************************************************** * @file i2c.c * @author fire * @version V1.0 * @date 2015-xx-xx * @brief i2c 总线驱动，方便与各种I2C传感器通讯。 ****************************************************************************** * @attention * * 实验平台:秉火 STM32 H750 开发板 * 论坛 :http://www.firebbs.cn * 淘宝 :http://firestm32.taobao.com * ****************************************************************************** */ #include "./i2c/i2c.h" #include "./usart/bsp_debug_usart.h" /** * @brief I2C I/O配置 * @param 无 * @retval 无 */ static void I2C_GPIO_Config(void) { GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; /*使能触摸屏使用的引脚的时钟*/ MPU6050_I2C_SCL_GPIO_CLK_ENABLE(); MPU6050_I2C_SDA_GPIO_CLK_ENABLE(); /*配置SCL引脚 */ GPIO_InitStructure.Pin = MPU6050_I2C_SCL_PIN; GPIO_InitStructure.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; GPIO_InitStructure.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; GPIO_InitStructure.Pull = GPIO_NOPULL; HAL_GPIO_Init(MPU6050_I2C_SCL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); /*配置SDA引脚 */ GPIO_InitStructure.Pin = MPU6050_I2C_SDA_PIN; HAL_GPIO_Init(MPU6050_I2C_SCL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure); } /** * @brief I2C 外设(GT91xx)初始化 * @param 无 * @retval 无 */ void I2C_Init(void) { I2C_GPIO_Config(); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: i2c_Delay * 功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz * 形 参：无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ static void i2c_Delay(void) { uint16_t i; /*　 下面的时间是通过逻辑分析仪测试得到的。 工作条件：CPU主频216MHz ，MDK编译环境，1级优化 循环次数为200时，SCL频率 = 100KHz 循环次数为30时，SCL频率 = 400KHz */ for (i = 0; i < 200; i++); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: i2c_Start * 功能说明: CPU发起I2C总线启动信号 * 形 参：无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ 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 * 形 参：无 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ 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(); } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: i2c_SendByte * 功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据 * 形 参：_ucByte ： 等待发送的字节 * 返 回 值: 无 ********************************************************************************************************* */ void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte) { uint8_t i; /* 先发送字节的高位bit7 */ for (i = 0; i < 8; i++) { if (_ucByte & 0x80) { I2C_SDA_1(); } else { I2C_SDA_0(); } i2c_Delay(); I2C_SCL_1(); i2c_Delay(); I2C_SCL_0(); if (i == 7) { I2C_SDA_1(); // 释放总线 } _ucByte <<= 1; /* 左移一个bit */ i2c_Delay(); } } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: i2c_ReadByte * 功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据 * 形 参：无 * 返 回 值: 读到的数据 ********************************************************************************************************* */ uint8_t i2c_ReadByte(void) { uint8_t i; uint8_t value; /* 读到第1个bit为数据的bit7 */ value = 0; for (i = 0; i < 8; i++) { value <<= 1; I2C_SCL_1(); i2c_Delay(); if (I2C_SDA_READ()) { value++; } I2C_SCL_0(); i2c_Delay(); } return value; } /* ********************************************************************************************************* * 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 * 形 参：无 * 返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应 ********************************************************************************************************* */ 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 * 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(); } #define I2C_DIR_WR 0 /* 写控制bit */ #define I2C_DIR_RD 1 /* 读控制bit */ /** * @brief 使用IIC读取数据 * @param * @arg ClientAddr:从设备地址 * @arg pBuffer:存放由从机读取的数据的缓冲区指针 * @arg NumByteToRead:读取的数据长度 * @retval 无 */ uint32_t I2C_ReadBytes(uint8_t ClientAddr,uint8_t* pBuffer, uint16_t NumByteToRead) { /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */ i2c_Start(); /* 第2步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */ i2c_SendByte(ClientAddr | I2C_DIR_RD); /* 此处是读指令 */ /* 第3步：等待ACK */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* 器件无应答 */ } while(NumByteToRead) { if(NumByteToRead == 1) { i2c_NAck(); /* 最后1个字节读完后，CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1) */ /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); } *pBuffer = i2c_ReadByte(); /* 读指针自增 */ pBuffer++; /*计数器自减 */ NumByteToRead--; i2c_Ack(); /* 中间字节读完后，CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0) */ } /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 0; /* 执行成功 */ cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 */ /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 1; } /** * @brief 使用IIC写入数据 * @param * @arg ClientAddr:从设备地址 * @arg pBuffer:缓冲区指针 * @arg NumByteToWrite:写的字节数 * @retval 无 */ uint32_t I2C_WriteBytes(uint8_t ClientAddr,uint8_t* pBuffer, uint8_t NumByteToWrite) { uint16_t m; /*　第0步：发停止信号，启动内部写操作　*/ i2c_Stop(); /* 通过检查器件应答的方式，判断内部写操作是否完成, 一般小于 10ms CLK频率为200KHz时，查询次数为30次左右 */ for (m = 0; m < 1000; m++) { /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */ i2c_Start(); /* 第2步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */ i2c_SendByte(ClientAddr | I2C_DIR_WR); /* 此处是写指令 */ /* 第3步：发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ if (i2c_WaitAck() == 0) { break; } } if (m == 1000) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件写超时 */ } while(NumByteToWrite--) { /* 第4步：开始写入数据 */ i2c_SendByte(*pBuffer); /* 第5步：检查ACK */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* 器件无应答 */ } pBuffer++; /* 地址增1 */ } /* 命令执行成功，发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 0; cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 */ /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 1; } /** * @brief 写数据到MPU6050寄存器 * @param reg_add:寄存器地址 * @param reg_data:要写入的数据 * @retval */ uint32_t Sensor_write(uint8_t reg_add,uint8_t reg_dat) { /*　第0步：发停止信号，启动内部写操作　*/ i2c_Stop(); /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */ i2c_Start(); /* 第2步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */ i2c_SendByte(MPU6050_ADDR | I2C_DIR_WR); /* 此处是写指令 */ /* 第3步：发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件写超时 */ } /* 第4步：开始写入寄存器地址 */ i2c_SendByte(reg_add); /* 第5步：检查ACK */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* 器件无应答 */ } /* 第5步：开始写入数据 */ i2c_SendByte(reg_dat); /* 第5步：检查ACK */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* 器件无应答 */ } /* 命令执行成功，发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 0; cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 */ /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 1; } /** * @brief 写数据到MPU6050寄存器 * @param reg_add:寄存器地址 * @param reg_data:要写入的数据 * @retval */ uint32_t Sensor_Read(uint8_t reg_add,unsigned char* Read,uint8_t num) { /* 第0步：发停止信号，启动内部写操作　*/ i2c_Stop(); /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */ i2c_Start(); /* 第2步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */ i2c_SendByte(MPU6050_ADDR | I2C_DIR_WR); /* 此处是写指令 */ /* 第3步：发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件写超时 */ } /* 第4步：开始写入寄存器地址 */ i2c_SendByte(reg_add); /* 第5步：检查ACK */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* 器件无应答 */ } /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); /* 第6步：发起I2C总线启动信号 */ i2c_Start(); /* 第7步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */ i2c_SendByte(MPU6050_ADDR | I2C_DIR_RD); /* 此处是读指令 */ /* 第8步：检查ACK */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* 器件无应答 */ } while(num) { *Read = i2c_ReadByte(); /* 读指针自增 */ Read++; if(num == 1) { i2c_NAck(); /* 最后1个字节读完后，CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1) */ } else { i2c_Ack(); /* 中间字节读完后，CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0) */ } /*计数器自减 */ num--; } /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 0; /* 执行成功 */ cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 */ /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 1; } /*********************************************END OF FILE**********************/