STM32 通用GPIO模拟I2C实现

通用GPIO模拟I2C通信实现样例
1 GPIO初始化

#ifdef HW_I2C1   //硬件I2C初始化//PA8-I2C1_SCLGPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_25MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinAFConfig(GPIOA, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_I2C1);
#else   //模拟I2C初始化GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;GPIO_WriteBit(GPIOA, GPIO_Pin_8, Bit_SET);GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
#endif#ifdef HW_I2C1 //硬件I2C初始化//PC9-I2C1_SDAGPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_25MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinAFConfig(GPIOC, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_I2C1);
#else  //模拟I2C初始化GPIO_StructInit(&GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_UP;GPIO_WriteBit(GPIOC, GPIO_Pin_9, Bit_SET);GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);
#endif

2 模拟I2C实例代码

#define M24LC256_ADDR 0xAE
#define M24LC256_PAGESIZE 64
#define M24LC256_WRITE_DELAY delay_ms(15)
static const u32 I2C_CLK_STRETCHING_TIMEOUT = 60000;
static const u32 I2C_WAIT_ACK_TIMEOUT = 30000;
static u32 i2c_clk_stretching_timer = 0;
static u32 i2c_wait_ack_timer = 0;
#define SCL1_H GPIO_SetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8)
#define SCL1_L GPIO_ResetBits(GPIOA, GPIO_Pin_8)
#define SDA1_H GPIO_SetBits(GPIOC, GPIO_Pin_9)
#define SDA1_L GPIO_ResetBits(GPIOC, GPIO_Pin_9)
#define SDA1_READ (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOC, GPIO_Pin_9))
#define SCL1_READ (GPIO_ReadInputDataBit(GPIOA, GPIO_Pin_8))
static u8 I2C_Start(void)
{SDA1_H;I2C_delay();   //zyboySCL1_H;I2C_delay();i2c_clk_stretching_timer = 0;while((!SCL1_READ) && i2c_clk_stretching_timer++<=I2C_CLK_STRETCHING_TIMEOUT);  if(!SDA1_READ)return 0; //SDA线为低电平则总线忙,退出SDA1_L;I2C_delay();if(SDA1_READ)return 0; //SDA线为高电平则总线出错,退出SCL1_L;I2C_delay();return 1;
}
static void I2C_Stop(void)
{SCL1_L;I2C_delay();SDA1_L;I2C_delay();SCL1_H;i2c_clk_stretching_timer = 0;while((!SCL1_READ) && i2c_clk_stretching_timer++<=I2C_CLK_STRETCHING_TIMEOUT); I2C_delay();SDA1_H;I2C_delay();
}
static void I2C_Ack(void)
{SCL1_L;I2C_delay();SDA1_L;I2C_delay();SCL1_H;i2c_clk_stretching_timer = 0;while((!SCL1_READ) && i2c_clk_stretching_timer++<=I2C_CLK_STRETCHING_TIMEOUT); I2C_delay();SCL1_L;I2C_delay();
}
static void I2C_NoAck(void)
{SCL1_L;I2C_delay();SDA1_H;I2C_delay();SCL1_H;i2c_clk_stretching_timer = 0;while((!SCL1_READ) && i2c_clk_stretching_timer++<=I2C_CLK_STRETCHING_TIMEOUT);   I2C_delay();SCL1_L;I2C_delay();
}
static u8 I2C_WaitAck(void) //返回为:=1有ACK,=0无ACK
{delay_us(10);SCL1_L;I2C_delay();SDA1_H;I2C_delay(); i2c_wait_ack_timer = 0;while((SDA1_READ) && i2c_wait_ack_timer++<=I2C_WAIT_ACK_TIMEOUT);  if(!SDA1_READ){SCL1_H;i2c_clk_stretching_timer = 0;while((!SCL1_READ) && i2c_clk_stretching_timer++<=I2C_CLK_STRETCHING_TIMEOUT);  I2C_delay();SCL1_L;return 1;}return 0;
}
static void I2C_SendByte(u8 SendByte) //数据从高位到低位
{u8 i = 8;while(i--){SCL1_L;I2C_delay();if(SendByte&0x80)SDA1_H;elseSDA1_L;SendByte<<=1;I2C_delay();SCL1_H;i2c_clk_stretching_timer = 0;while((!SCL1_READ) && i2c_clk_stretching_timer++<=I2C_CLK_STRETCHING_TIMEOUT);  I2C_delay();}SCL1_L;
}
static u8 I2C_ReceiveByte(void) //数据从高位到低位
{u8 i = 8;u8 ReceiveByte = 0;SDA1_H;while(i--){ReceiveByte <<= 1;SCL1_L;I2C_delay();SCL1_H;i2c_clk_stretching_timer = 0;while((!SCL1_READ) && i2c_clk_stretching_timer++<=I2C_CLK_STRETCHING_TIMEOUT); I2C_delay();if(SDA1_READ){ReceiveByte |= 0x01;}}SCL1_L;return ReceiveByte;
}
static u8 Deal_IIC_Data(u8 slave_addr, u8 *sdata, u16 slen, u8 *rdata, u16 rlen)
{u16 i = 0;if(slen > 0){if(!I2C_Start())return 0;I2C_SendByte(slave_addr);if(!I2C_WaitAck()){I2C_Stop();return 0;}        for(i = 0; i < slen; i++){I2C_SendByte(sdata[i]);if(!I2C_WaitAck()){I2C_Stop();return 0;}}}if(rlen > 0){if(!I2C_Start())return 0;I2C_SendByte(slave_addr | 0x01);if(!I2C_WaitAck()){I2C_Stop();return 0;}for(i = 0; i < rlen; i++){rdata[i] = I2C_ReceiveByte();if(i == (rlen-1)){I2C_NoAck();}else{I2C_Ack();}}}I2C_Stop();return 1;
}
void M24LC256_Program_Page(u16 addr, u8 *data, u16 len)
{u16 i = 0;u8 *sdata;sdata = (u8 *)malloc(len+2);sdata[0] = addr / 0x100;sdata[1] = addr % 0x100;for(i = 0; i < len; i++){sdata[2+i] = data[i];}Deal_IIC_Data(M24LC256_ADDR, sdata, len+2, NULL, 0);M24LC256_WRITE_DELAY;free(sdata);
}
void M24LC256_Program_Byte(u16 addr, u8 data)
{u8 sdata[3];sdata[0] = addr / 0x100;sdata[1] = addr % 0x100;sdata[2] = data;Deal_IIC_Data(M24LC256_ADDR, sdata, 3, NULL, 0);M24LC256_WRITE_DELAY;
}void M24LC256_Read_Bytes(u16 addr, u8 *data, u16 len)
{u8 sdata[2];sdata[0] = addr / 0x100;sdata[1] = addr % 0x100;Deal_IIC_Data(M24LC256_ADDR, sdata, 2, data, len);
}
void M24LC256_Program(u16 addr, u8 *data, u16 len)  //此接口存在bug,需优化
{u8 page_num = 0, single_num = 0, current_addr = 0, first_page_num = 0;current_addr = addr % M24LC256_PAGESIZE; //写入地址是开始页的第几位first_page_num = M24LC256_PAGESIZE - current_addr; //在开始页要写入的个数page_num = len / M24LC256_PAGESIZE; //要写入的页数single_num = len % M24LC256_PAGESIZE; //不足一页的个数if(current_addr == 0) //写入地址是页的开始{if(page_num == 0) //数据小于一页{M24LC256_Program_Page(addr, data, single_num); //写少于一页的数据}else //数据大于等于一页{while(page_num) //要写入的页数{M24LC256_Program_Page(addr, data, M24LC256_PAGESIZE); //写一页的数据addr += M24LC256_PAGESIZE;data += M24LC256_PAGESIZE;page_num--;}if(single_num != 0) //剩余数据小于一页{M24LC256_Program_Page(addr, data, single_num); //写少于一页的数据}}}else //写入地址不是页的开始{if(page_num == 0) //数据小于一页{M24LC256_Program_Page(addr, data, single_num); //写少于一页的数据}else //数据大于等于一页{len -= first_page_num;page_num = len / M24LC256_PAGESIZE; //重新计算要写入的页数single_num = len % M24LC256_PAGESIZE; //重新计算不足一页的个数if(first_page_num != 0){M24LC256_Program_Page(addr, data, first_page_num); //将开始的空间写满一页addr += first_page_num;data += first_page_num;}while(page_num--) //要写入的页数{M24LC256_Program_Page(addr, data, M24LC256_PAGESIZE); //写一页的数据addr += M24LC256_PAGESIZE;data += M24LC256_PAGESIZE;}if(single_num != 0) //剩余数据小于一页{M24LC256_Program_Page(addr, data, single_num); //写少于一页的数据}}}
}

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