19互动网站建设,网站链接地图是怎么做的,织梦做网站的详情,如何提高网站访问速度1 IIC概念及结构体
IIC#xff1a;Inter Integrated Circuit#xff0c;集成电路总线#xff0c;是一种同步 串行 半双工通信总线。 结构图 2 IIC协议时序 ① 起始信号 当 SCL 为高电平期间#xff0c;SDA 由高到低的跳变。起始信号是一种电平跳变时序信号#xff0c;而…1 IIC概念及结构体
IICInter Integrated Circuit集成电路总线是一种同步 串行 半双工通信总线。 结构图 2 IIC协议时序 ① 起始信号 当 SCL 为高电平期间SDA 由高到低的跳变。起始信号是一种电平跳变时序信号而不是一个电平信号。该信号由主机发出在起始信号产生后总线就处于被占用状态准备数据传 输。 ② 停止信号 当 SCL 为高电平期间SDA 由低到高的跳变。停止信号也是一种电平跳变时序信号而不是一个电平信号。该信号由主机发出在停止信号发出后总线就处于空闲状态。 ③ 应答信号 发送器每发送一个字节就在时钟脉冲 9 期间释放数据线由接收器反馈一个应答信号。 应答信号为低电平时规定为有效应答位ACK 简称应答位表示接收器已经成功地接收了该字节应答信号为高电平时规定为非应答位NACK一般表示接收器接收该字节没有成功。 观察上图标号③就可以发现有效应答的要求是从机在第 9 个时钟脉冲之前的低电平期间 将 SDA 线拉低并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。如果接收器是主机则在它收到最后一个字节后发送一个 NACK 信号以通知被控发送器结束数据发送并释放 SDA线以便主机接收器发送一个停止信号。 ④ 数据有效性 IIC 总线进行数据传送时时钟信号为高电平期间数据线上的数据必须保持稳定只有在时钟线上的信号为低电平期间数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。数据在 SCL 的上升沿到来之前就需准备好。并在下降沿到来之前必须稳定。 ⑤ 数据传输 在 I2C 总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应或同步控制即在 SCL 串行时钟的配合下在 SDA 上逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发。 ⑥ 空闲状态 IIC 总线的 SDA 和 SCL 两条信号线同时处于高电平时规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态即释放总线由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
3 起止信号 停止信号 应答信号 起止信号 void iic_start(void) { /* SCL为高电平期间, SDA从高电平往低电平跳变*/ IIC_SDA ( 1 ); IIC_SCL ( 1 ); iic_delay( ); IIC_SDA ( 0 ); iic_delay( ); IIC_SCL ( 0 ); iic_delay( ); /* 钳住总线, 准备发送/接收数据 / } 停止信号 void iic_stop(void) { / SCL为高电平期间, SDA从低电平往高电平跳变*/ IIC_SDA ( 0 ); iic_delay( ); IIC_SCL ( 1 ); iic_delay( ); IIC_SDA ( 1 ); /* 发送总线停止信号*/ iic_delay( ); } 主设备检测应答信号主设备在释放 SDA 后通过读取 SDA 的电平来检测从设备的应答信号。如果 SDA 保持低电平表示从设备发送了应答信号即 ACK。如果 SDA 为高电平表示从设备未发送应答信号即 NACK无应答。 uint8_t iic_wait_ack (void) /* return 1:fail 0:succeed*/ { IIC_SDA (1); /* 主机释放SDA线 / iic_delay( ); IIC_SCL (1); / 从机返回ACK*/ iic_delay( ); if ( IIC_READ_SDA ) /* SCL高电平读取SDA状态*/ { iic_stop(); /* SDA高电平表示从机nack / return 1; } IIC_SCL(0); / SCL低电平表示结束ACK检查 / iic_delay( ); return 0; } 应答信号 void iic_ack(void) { IIC_SCL (0); iic_delay( ); IIC_SDA (0); / 数据线为低电平表示应答 / iic_delay( ); IIC_SCL (1); iic_delay( ); } 非应答信号 void iic_nack(void) { IIC_SCL (0); iic_delay( ); IIC_SDA (1); / 数据线为高电平,表示非应答 */ iic_delay( ); IIC_SCL (1); iic_delay( ); }
写一个字节 void iic_send_byte(uint8_t data) { for (uint8_t t 0; t 8; t) { /* 高位先发 / IIC_SDA((data 0x80) 7); iic_delay( ); IIC_SCL ( 1 ); iic_delay( ); IIC_SCL ( 0 ); data 1; / 左移1位, 用于下一次发送 / } IIC_SDA ( 1 ); / 发送完成,主机释放SDA线 / } 读取一个字节 uint8_t iic_read_byte (uint8_t ack) / 1:ack 0:nack*/ { uint8_t receive 0 ; for (uint8_t t 0; t 8; t) { /* 高位先输出先收到的数据位要左移 */ receive 1; IIC_SCL ( 1 ); iic_delay( ); if ( IIC_READ_SDA ) receive; IIC_SCL ( 0 ); iic_delay( ); } if ( !ack ) iic_nack(); else iic_ack(); return receive;
5.AT24C02写时序
写时序 主机首先在 IIC 总线上发送起始信号那么这时总线上的从机都会等待接收由主机发出的 数据。主机接着发送从机地址0(写操作)组成的 8bit 数据所有从机接收到该 8bit 数据后自行检验是否是自己的设备的地址假如是自己的设备地址那么从机就会发出应答信号。主机在总线上接收到有应答信号后才能继续向从机发送数据。 主机向从机读取数据的操作一开始的操作与写操作有点相似观察两个图也可以发现 都是由主机发出起始信号接着发送从机地址1(读操作)组成的 8bit 数据从机接收到数据验证是否是自身的地址。 那么在验证是自己的设备地址后从机就会发出应答信号并向主机返回 8bit 数据发送完之后从机就会等待主机的应答信号。假如主机一直返回应答信号那么从机可以一直发送数据也就是图中的n byte 应答信号情况直到主机发出非应答信号从机才会停止发送数据。
6 T24C02模块与各开发板引脚硬件连接说明 根据我们的板子设计A0、A1 和 A2 均接地处理所以 24C02 设备的读操作地址为0xA1写操作地址为0xA0。设备地址最后一位用于设置数据的传输方向即读操作/写操作0 是写操作1 是读操作
7配置步骤 8 实战
8.1myiic.c
#include ./BSP/IIC/myiic.h
#include ./SYSTEM/delay/delay.h//使用 IIC 传输数据的配置步骤:
//1 使能 IIC 的 SCL 和 SDA 对应的 GPIO 时钟。
//本实验中 IIC 使用的 SCL 和 SDA 分别是 PB8 和 PB9因此需要先使能 GPIOB 的时钟
//2.2 设置对应 GPIO 工作模式开漏输出
//本实验 GPIO 使用开漏输出模式硬件已接外部上拉电阻对于 F4 以上板子也可以用内部
//的上拉电阻通过函数 HAL_GPIO_Init 设置实现。
//3 参考 IIC 总线协议编写信号函数起始信号停止信号应答信号
//起始信号SCL 为高电平时SDA 由高电平向低电平跳变。
//停止信号SCL 为高电平时SDA 由低电平向高电平跳变。
//应答信号接收到 IC 数据后向 IC 发出特定的低电平脉冲表示已接收到数据。
//4 编写 IIC 的读写函数
/*** brief 初始化IIC* param 无* retval 无*///2.2 设置对应 GPIO 工作模式开漏输出
//本实验 GPIO 使用开漏输出模式硬件已接外部上拉电阻对于 F4 以上板子也可以用内部
//的上拉电阻通过函数 HAL_GPIO_Init 设置实现。
void iic_init(void)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;IIC_SCL_GPIO_CLK_ENABLE(); /* SCL引脚时钟使能 */IIC_SDA_GPIO_CLK_ENABLE(); /* SDA引脚时钟使能 */gpio_init_struct.Pin IIC_SCL_GPIO_PIN;gpio_init_struct.Mode GPIO_MODE_OUTPUT_PP; /* 推挽输出 */gpio_init_struct.Pull GPIO_PULLUP; /* 上拉 */gpio_init_struct.Speed GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; /* 快速 */HAL_GPIO_Init(IIC_SCL_GPIO_PORT, gpio_init_struct);/* SCL */gpio_init_struct.Pin IIC_SDA_GPIO_PIN;gpio_init_struct.Mode GPIO_MODE_OUTPUT_OD; /* 开漏输出 */HAL_GPIO_Init(IIC_SDA_GPIO_PORT, gpio_init_struct);/* SDA *//* SDA引脚模式设置,开漏输出,上拉, 这样就不用再设置IO方向了, 开漏输出的时候(1), 也可以读取外部信号的高低电平 */iic_stop(); /* 停止总线上所有设备 */
}/*** brief IIC延时函数,用于控制IIC读写速度* param 无* retval 无*/
static void iic_delay(void)
{delay_us(2); /* 2us的延时, 读写速度在250Khz以内 */
}//3 参考 IIC 总线协议编写信号函数起始信号停止信号应答信号
/*** brief 产生IIC起始信号* param 无* retval 无*/
//起始信号SCL 为高电平时SDA 由高电平向低电平跳变。
void iic_start(void)
{IIC_SDA(1);IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SDA(0); /* START信号: 当SCL为高时, SDA从高变成低, 表示起始信号 */iic_delay();IIC_SCL(0); /* 钳住I2C总线准备发送或接收数据 */iic_delay();
}/*** brief 产生IIC停止信号* param 无* retval 无*/
//停止信号SCL 为高电平时SDA 由低电平向高电平跳变。
void iic_stop(void)
{IIC_SDA(0); /* STOP信号: 当SCL为高时, SDA从低变成高, 表示停止信号 */iic_delay();IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SDA(1); /* 发送I2C总线结束信号 */iic_delay();
}//应答信号接收到 IC 数据后向 IC 发出特定的低电平脉冲表示已接收到数据。
/*** brief 等待应答信号到来* param 无* retval 1接收应答失败* 0接收应答成功*/
uint8_t iic_wait_ack(void)
{uint8_t waittime 0;uint8_t rack 0;IIC_SDA(1); /* 主机释放SDA线(此时外部器件可以拉低SDA线) */iic_delay();IIC_SCL(1); /* SCL1, 此时从机可以返回ACK */iic_delay();while (IIC_READ_SDA) /* 等待应答 */{waittime;if (waittime 250){iic_stop();rack 1;break;}}IIC_SCL(0); /* SCL0, 结束ACK检查 */iic_delay();return rack;
}/*** brief 产生ACK应答* param 无* retval 无*/
void iic_ack(void)
{IIC_SDA(0); /* SCL 0 - 1 时 SDA 0,表示应答 */iic_delay();IIC_SCL(1); /* 产生一个时钟 */iic_delay();IIC_SCL(0);iic_delay();IIC_SDA(1); /* 主机释放SDA线 */iic_delay();
}/*** brief 不产生ACK应答* param 无* retval 无*/
void iic_nack(void)
{IIC_SDA(1); /* SCL 0 - 1 时 SDA 1,表示不应答 */iic_delay();IIC_SCL(1); /* 产生一个时钟 */iic_delay();IIC_SCL(0);iic_delay();
}/*** brief IIC发送一个字节* param data: 要发送的数据* retval 无*/
void iic_send_byte(uint8_t data)
{uint8_t t;for (t 0; t 8; t){IIC_SDA((data 0x80) 7); /* 高位先发送 */iic_delay();IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SCL(0);data 1; /* 左移1位,用于下一次发送 */}IIC_SDA(1); /* 发送完成, 主机释放SDA线 */
}/*** brief IIC读取一个字节* param ack: ack1时发送ack; ack0时发送nack* retval 接收到的数据*/
uint8_t iic_read_byte(uint8_t ack)
{uint8_t i, receive 0;for (i 0; i 8; i ) /* 接收1个字节数据 */{receive 1; /* 高位先输出,所以先收到的数据位要左移 */IIC_SCL(1);iic_delay();if (IIC_READ_SDA){receive;}IIC_SCL(0);iic_delay();}if (!ack){iic_nack(); /* 发送nACK */}else{iic_ack(); /* 发送ACK */}return receive;
}8.2myiic.h
#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H#include ./SYSTEM/sys/sys.h//1 使能 IIC 的 SCL 和 SDA 对应的 GPIO 时钟。
//本实验中 IIC 使用的 SCL 和 SDA 分别是 PB8 和 PB9因此需要先使能 GPIOB 的时钟
/******************************************************************************************/
/* 引脚 定义 */#define IIC_SCL_GPIO_PORT GPIOB
#define IIC_SCL_GPIO_PIN GPIO_PIN_8
#define IIC_SCL_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0) /* PB口时钟使能 */#define IIC_SDA_GPIO_PORT GPIOB
#define IIC_SDA_GPIO_PIN GPIO_PIN_9
#define IIC_SDA_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0) /* PB口时钟使能 *//******************************************************************************************//* IO操作 */
#define IIC_SCL(x) do{ x ? \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SCL_GPIO_PORT, IIC_SCL_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SCL_GPIO_PORT, IIC_SCL_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \}while(0) /* SCL */#define IIC_SDA(x) do{ x ? \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \}while(0) /* SDA */#define IIC_READ_SDA HAL_GPIO_ReadPin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN) /* 读取SDA *//* IIC所有操作函数 */
void iic_init(void); /* 初始化IIC的IO口 */
void iic_start(void); /* 发送IIC开始信号 */
void iic_stop(void); /* 发送IIC停止信号 */
void iic_ack(void); /* IIC发送ACK信号 */
void iic_nack(void); /* IIC不发送ACK信号 */
uint8_t iic_wait_ack(void); /* IIC等待ACK信号 */
void iic_send_byte(uint8_t txd);/* IIC发送一个字节 */
uint8_t iic_read_byte(unsigned char ack);/* IIC读取一个字节 */#endif
8.3 24cxx.c
#include ./BSP/IIC/myiic.h
#include ./BSP/24CXX/24cxx.h
#include ./SYSTEM/delay/delay.h/*** brief 初始化IIC接口* param 无* retval 无*/
void at24cxx_init(void)
{iic_init();
}/*** brief 在AT24CXX指定地址读出一个数据* param readaddr: 开始读数的地址* retval 读到的数据*/
uint8_t at24cxx_read_one_byte(uint16_t addr)
{uint8_t temp 0;iic_start(); /* 发送起始信号 *//* 根据不同的24CXX型号, 发送高位地址* 1, 24C16以上的型号, 分2个字节发送地址* 2, 24C16及以下的型号, 分1个低字节地址 占用器件地址的bit1~bit3位 用于表示高位地址, 最多11位地址* 对于24C01/02, 其器件地址格式(8bit)为: 1 0 1 0 A2 A1 A0 R/W* 对于24C04, 其器件地址格式(8bit)为: 1 0 1 0 A2 A1 a8 R/W* 对于24C08, 其器件地址格式(8bit)为: 1 0 1 0 A2 a9 a8 R/W* 对于24C16, 其器件地址格式(8bit)为: 1 0 1 0 a10 a9 a8 R/W* R/W : 读/写控制位 0,表示写; 1,表示读;* A0/A1/A2 : 对应器件的1,2,3引脚(只有24C01/02/04/8有这些脚)* a8/a9/a10: 对应存储整列的高位地址, 11bit地址最多可以表示2048个位置, 可以寻址24C16及以内的型号*/ if (EE_TYPE AT24C16) /* 24C16以上的型号, 分2个字节发送地址 */{iic_send_byte(0xA0); /* 发送写命令, IIC规定最低位是0, 表示写入 */iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */iic_send_byte(addr 8); /* 发送高字节地址 */}else {iic_send_byte(0xA0 ((addr 8) 1)); /* 发送器件 0xA0 高位a8/a9/a10地址,写数据 */}iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */iic_send_byte(addr % 256); /* 发送低位地址 */iic_wait_ack(); /* 等待ACK, 此时地址发送完成了 */iic_start(); /* 重新发送起始信号 */ iic_send_byte(0xA1); /* 进入接收模式, IIC规定最低位是1, 表示读取 */iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */temp iic_read_byte(0); /* 接收一个字节数据 */iic_stop(); /* 产生一个停止条件 */return temp;
}/*** brief 在AT24CXX指定地址写入一个数据* param addr: 写入数据的目的地址* param data: 要写入的数据* retval 无*/
void at24cxx_write_one_byte(uint16_t addr, uint8_t data)
{/* 原理说明见:at24cxx_read_one_byte函数, 本函数完全类似 */iic_start(); /* 发送起始信号 */if (EE_TYPE AT24C16) /* 24C16以上的型号, 分2个字节发送地址 */{iic_send_byte(0xA0); /* 发送写命令, IIC规定最低位是0, 表示写入 */iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */iic_send_byte(addr 8); /* 发送高字节地址 */}else{iic_send_byte(0xA0 ((addr 8) 1)); /* 发送器件 0xA0 高位a8/a9/a10地址,写数据 */}iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */iic_send_byte(addr % 256); /* 发送低位地址 */iic_wait_ack(); /* 等待ACK, 此时地址发送完成了 *//* 因为写数据的时候,不需要进入接收模式了,所以这里不用重新发送起始信号了 */iic_send_byte(data); /* 发送1字节 */iic_wait_ack(); /* 等待ACK */iic_stop(); /* 产生一个停止条件 */delay_ms(10); /* 注意: EEPROM 写入比较慢,必须等到10ms后再写下一个字节 */
}/*** brief 检查AT24CXX是否正常* note 检测原理: 在器件的末地址写如0X55, 然后再读取, 如果读取值为0X55* 则表示检测正常. 否则,则表示检测失败.** param 无* retval 检测结果* 0: 检测成功* 1: 检测失败*/
uint8_t at24cxx_check(void)
{uint8_t temp;uint16_t addr EE_TYPE;temp at24cxx_read_one_byte(addr); /* 避免每次开机都写AT24CXX */if (temp 0x55) /* 读取数据正常 */{return 0;}else /* 排除第一次初始化的情况 */{at24cxx_write_one_byte(addr, 0x55); /* 先写入数据 */temp at24cxx_read_one_byte(255); /* 再读取数据 */if (temp 0x55)return 0;}return 1;
}/*** brief 在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据* param addr : 开始读出的地址 对24c02为0~255* param pbuf : 数据数组首地址* param datalen : 要读出数据的个数* retval 无*/
void at24cxx_read(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen)
{while (datalen--){*pbuf at24cxx_read_one_byte(addr);}
}/*** brief 在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据* param addr : 开始写入的地址 对24c02为0~255* param pbuf : 数据数组首地址* param datalen : 要写入数据的个数* retval 无*/
void at24cxx_write(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen)
{while (datalen--){at24cxx_write_one_byte(addr, *pbuf);addr;pbuf;}
}
8.3 24cxx.h
#ifndef __24CXX_H
#define __24CXX_H#include ./SYSTEM/sys/sys.h#define AT24C01 127
#define AT24C02 255
#define AT24C04 511
#define AT24C08 1023
#define AT24C16 2047
#define AT24C32 4095
#define AT24C64 8191
#define AT24C128 16383
#define AT24C256 32767/* 开发板使用的是24c02所以定义EE_TYPE为AT24C02 */#define EE_TYPE AT24C02void at24cxx_init(void); /* 初始化IIC */
uint8_t at24cxx_check(void); /* 检查器件 */
uint8_t at24cxx_read_one_byte(uint16_t addr); /* 指定地址读取一个字节 */
void at24cxx_write_one_byte(uint16_t addr,uint8_t data); /* 指定地址写入一个字节 */
void at24cxx_write(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen); /* 从指定地址开始写入指定长度的数据 */
void at24cxx_read(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen); /* 从指定地址开始读出指定长度的数据 */#endif8.3 main.c
#include ./SYSTEM/sys/sys.h
#include ./SYSTEM/usart/usart.h
#include ./SYSTEM/delay/delay.h
#include ./BSP/LED/led.h
#include ./BSP/LCD/lcd.h
#include ./USMART/usmart.h
#include ./BSP/KEY/key.h
#include ./BSP/24CXX/24cxx.h/* 要写入到24c02的字符串数组 */
const uint8_t g_text_buf[] {STM32 IIC TEST};#define TEXT_SIZE sizeof(g_text_buf) /* TEXT字符串长度 */int main(void)
{uint8_t key;uint16_t i 0;uint8_t datatemp[TEXT_SIZE];HAL_Init(); /* 初始化HAL库 */sys_stm32_clock_init(336, 8, 2, 7); /* 设置时钟,168Mhz */delay_init(168); /* 延时初始化 */usart_init(115200); /* 串口初始化为115200 */usmart_dev.init(84); /* 初始化USMART */led_init(); /* 初始化LED */lcd_init(); /* 初始化LCD */key_init(); /* 初始化按键 */at24cxx_init(); /* 初始化24CXX */lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, STM32, RED);lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, IIC TEST, RED);lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, ATOMALIENTEK, RED);lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, KEY1:Write KEY0:Read, RED); /* 显示提示信息 */while (at24cxx_check()) /* 检测不到24c02 */{lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, 24C02 Check Failed!, RED);delay_ms(500);lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, Please Check! , RED);delay_ms(500);LED0_TOGGLE(); /* 红灯闪烁 */}lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, 24C02 Ready!, RED);while (1){key key_scan(0);if (key KEY1_PRES) /* KEY1按下,写入24C02 */{lcd_fill(0, 150, 239, 319, WHITE); /* 清除半屏 */lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, Start Write 24C02...., BLUE);at24cxx_write(0, (uint8_t *)g_text_buf, TEXT_SIZE);lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, 24C02 Write Finished!, BLUE); /* 提示传送完成 */}if (key KEY0_PRES) /* KEY0按下,读取字符串并显示 */{lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, Start Read 24C02.... , BLUE);at24cxx_read(0, datatemp, TEXT_SIZE);lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, The Data Readed Is: , BLUE); /* 提示传送完成 */lcd_show_string(30, 170, 200, 16, 16, (char *)datatemp, BLUE); /* 显示读到的字符串 */}i;if (i 20){LED0_TOGGLE(); /* 红灯闪烁 */i 0;}delay_ms(10);}
}
