IIC总线上挂载多个从机的程序实现
文章目录
- IIC总线上挂载多个从机的程序实现
- IIC简介:
- 1、项目的硬件参考电路:
- 2、程序实现:
- 2.1、程序框架设计:
- 2.2 IIC 总线接口程序实现:
- 2.3 加速度传感器的配置:
- 2.4 气压传感器的配置,可以仿写加速度传感器的实现:
- 2.5气压器的处理测试程序
- 3、重写IIC的读写程序
- 总结:
IIC总线上挂载多个从机的程序实现
IIC简介:
1、I2C总线具有两根双向信号线,一根是数据线SDA,另一根是时钟线SCL
2、IIC总线上可以挂很多设备:多个主设备,多个从设备(外围 设备)。
3、多主机会产生总线裁决问题。当多个主机同时想占用总线时,企图启动总线传输数据,就叫做总线竞争。I2C通过总线仲裁,以决定哪台主机控制总线
在一般的项目中,一般不会涉及到IIC总线上挂载多主机多从机的情况。但挂载单个主机多个从机的情况还是有的。
在嵌入式领域:要不专注于硬件的设计,要不专注于软件的实现。当然最好两者都兼备。相对来说,软件层面的复杂度会相对高一点,在项目开发所占的任务比重也比较大,特别是一些组网的大型项目,往往还会涉及到上位机测试软件的开发等。本篇主要讲述STM32系列单片机的IIC挂载多个从机的程序实现。
1、项目的硬件参考电路:
如上图,将LIS2HH12加速度传感器、LPS25HB气压传感器通过IIC总线相连,与STM32Lxx 系列MCU的管脚PB6\PB7 相连。
2、程序实现:
对于一个嵌入式软件工程师来说,IIC通信的基本知识需要了解,不过最重要的还是关心程序如何实现。
ST公司目前将STM32全系列都是支持HAL库的开发。cubeMx软件可以外设的驱动程序自动生成。但是多说情况下,还是需要手工改写。要不怎么称得上嵌入式软件开发工程师呢?
一般来说,对于嵌入式领域的单片机程序开发,
程序开头都会做一些初始化,初始化完成后然后进入一个死循环while(1),这对大多数没有操作系统的单片机软件来说。
我们也不例外,请看下面的程序框架:
2.1、程序框架设计:
int main(void)
{HAL_Init(); SystemClock_Config(); //系统时钟初始化MX_I2C1_Init(); //外设IIC的初始化,PB6\PB7,对应的外设IIC1/* 看门狗初始化 */MX_IWDG_Init(); HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);/*加速度传感器的配置*/BSP_ACC_Init(&dev_ctx);BSP_ACC_Config(&dev_ctx);/*气压计的配置及功能实现*/ BSP_BARO_Init(&dev_baro));BSP_BARO_Config(&dev_baro);while(1){/*加速度传感器运用中断方式实现,所以while(1)中就出添加加速度的处理程序了*//*气压计的处理程序*/BSP_BARO_handle(&dev_baro);}
}
2.2 IIC 总线接口程序实现:
根据电路图和传感器的数据手册,进行如下的配置
uint8_t MX_I2C1_Init(void) //加速度、气压传感器SensorIIC接口
{hi2c1.Instance = I2C1;hi2c1.Init.ClockSpeed = 400000; //hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0x34; //这里的排至值并不影响。因为后面我们IIC的读写程序不用库函数,而是重写IIC的读写功能。hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;//这里的排至值并不影响。因为后面我们IIC的读写程序不用库函数,而是重写IIC的读写功能。hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK){_Error_Handler(__FILE__, __LINE__);}if( HAL_I2C_GetState( &hi2c1) == HAL_I2C_STATE_READY ){return 0;}else{return 1;}}
2.3 加速度传感器的配置:
这里我们定义了传感器对象的一个结构体,将此结构体的指针指向两个IIC的读写程序platform_write、platform_read。应为传感器挂载在IIC1上,这里将传感器结构体指针的句柄定位为IIC1的地址。
I2C_HandleTypeDef hi2c1; //传感器的I2C接口
# define SENSOR_BUS hi2c1void BSP_ACC_Init(lis2hh12_ctx_t *dev_acc)
{dev_acc->write_reg = platform_write;dev_acc->read_reg = platform_read;dev_acc->handle = &SENSOR_BUS;BSP_ACC_IO_ITConfig(); // 使能ACC MEMS 中断}//使能加速度传感器的中断管脚功能。
void BSP_ACC_IO_ITConfig( void ){/* At the moment this feature is only implemented for LPS22HB */GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructureInt1;/* Enable INT1 GPIO clock */__GPIOA_CLK_ENABLE();/* Configure GPIO PINs to detect Interrupts */GPIO_InitStructureInt1.Pin = GPIO_PIN_0;GPIO_InitStructureInt1.Mode = GPIO_MODE_IT_RISING;GPIO_InitStructureInt1.Speed = GPIO_SPEED_MEDIUM;GPIO_InitStructureInt1.Pull = GPIO_NOPULL;HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructureInt1);/* Enable and set EXTI Interrupt priority */HAL_NVIC_SetPriority(EXTI0_IRQn, 4, 0x00); }
/************************************************************************
* 函数名称:BSP_ACC_Config(lis2hh12_ctx_t *dev_acc)
* 功 能: 加速度配置
* 输入参数:无
* 返 回 值:dev_acc 结构体
* 其 他:无
************************************************************************/void BSP_ACC_Config(lis2hh12_ctx_t *dev_acc)
{/* Check device ID */lis2hh12_dev_id_get(dev_acc, &whoamI);if (whoamI != LIS2HH12_ID){while(1){/* manage here device not found */}}/* Restore default configuration */lis2hh12_dev_reset_set(dev_acc, PROPERTY_ENABLE);do {lis2hh12_dev_reset_get(dev_acc, &rst);} while (rst);/* Enable Block Data Update */lis2hh12_block_data_update_set(dev_acc, PROPERTY_ENABLE);/* Set full scale */ lis2hh12_xl_full_scale_set(dev_acc, LIS2HH12_8g); //在加速度全域范围内运行【-8g:8g】/* Configure filtering chain *//* Accelerometer data output- filter path / bandwidth */ lis2hh12_xl_filter_aalias_bandwidth_set(dev_acc, LIS2HH12_AUTO); // 自适应 bandwidthlis2hh12_xl_filter_out_path_set(dev_acc, LIS2HH12_BYPASSED); // 开启内部低通滤波lis2hh12_xl_filter_low_bandwidth_set(dev_acc, LIS2HH12_LP_ODR_DIV_9); //设置低通滤波的频率/* Accelerometer interrrupt - filter path / bandwidth */ lis2hh12_xl_filter_int_path_set(dev_acc, LIS2HH12_HP_DISABLE); //开启 内部高通滤波 /* Set Output Data Rate */lis2hh12_xl_data_rate_set(dev_acc, LIS2HH12_XL_ODR_50Hz); // ODR 设为100Hz#ifdef FIFO_ACClis2hh12_fifo_mode_set(dev_acc,LIS2HH12_STREAM_MODE); // 设置 FIFO Modelis2hh12_fifo_watermark_set(dev_acc,PROPERTY_ENABLE); //开启watermarklis2hh12_pin_int1_route_t pinValue; pinValue.int1_drdy = 0;pinValue.int1_fth = 1;pinValue.int1_inact = 0;pinValue.int1_ig1 = 0;pinValue.int1_ig2 = 0;pinValue.int1_ovr = 0;lis2hh12_pin_int1_route_set(dev_acc,pinValue); //设置中断lis2hh12_fifo_watermark_set_level(dev_acc,THRESH_MASK);#endif};
加速度传感器的中断管脚对应的中断服务函数:
在中断函数中实现计步功能。
void HAL_GPIO_EXTI_Callback(uint16_t GPIO_Pin)
{ if(GPIO_Pin == GPIO_PIN_0) // { ACC_DRY_Flag = SET; lis2hh12_handle(&dev_ctx); }
}
2.4 气压传感器的配置,可以仿写加速度传感器的实现:
void BSP_ACC_Init(lps25hb_ctx_t *dev_ctx)
{dev_ctx.write_reg = platform_write;dev_ctx.read_reg = platform_read;dev_ctx.handle = &hi2c1;
}
void BSP_ACC_Config(lps25hb_ctx_t *dev_ctx)
{/* Check device ID */whoamI = 0;lps25hb_device_id_get(&dev_ctx, &whoamI);if ( whoamI != LPS25HB_ID )while(1); /*manage here device not found *//* Restore default configuration */lps25hb_reset_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);do {lps25hb_reset_get(&dev_ctx, &rst);} while (rst);/* Enable Block Data Update */lps25hb_block_data_update_set(&dev_ctx, PROPERTY_ENABLE);/* Set Output Data Rate */lps25hb_data_rate_set(&dev_ctx, LPS25HB_ODR_1Hz);
}
2.5气压器的处理测试程序
void BSP_BARO_handle(lps25hb_ctx_t *dev_ctx);{while(1){HAL_IWDG_Refresh(&hiwdg);/* Read output only if new value is available */lps25hb_reg_t reg;lps25hb_status_get(&dev_ctx, ®.status_reg); if (reg.status_reg.p_da){memset(data_raw_pressure.u8bit, 0x00, sizeof(int32_t));lps25hb_pressure_raw_get(dev_ctx, data_raw_pressure.u8bit);pressure_hPa = lps25hb_from_lsb_to_hpa( data_raw_pressure.i32bit); } if (reg.status_reg.t_da){memset(data_raw_temperature.u8bit, 0x00, sizeof(int16_t));lps25hb_temperature_raw_get(dev_ctx, data_raw_temperature.u8bit);temperature_degC = lps25hb_from_lsb_to_degc( data_raw_temperature.i16bit);}HAL_Delay(500);}
}
3、重写IIC的读写程序
以为加速度传感器的程序为例,当然气压器的IIC读写程序可以类似仿写。
读写时将从机的地址要写入
#define LIS2HH12_I2C_ADD_L 0x3DU
/** @brief Write generic device register (platform dependent)** @param handle customizable argument. In this examples is used in* order to select the correct sensor bus handler.* @param reg register to write* @param bufp pointer to data to write in register reg* @param len number of consecutive register to write**/
static int32_t platform_write(void *handle, uint8_t reg, uint8_t *bufp,uint16_t len)
{if (handle == &hi2c1){HAL_I2C_Mem_Write(handle, LIS2HH12_I2C_ADD_L, reg,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, bufp, len, 1000);}return 0;
}/** @brief Read generic device register (platform dependent)** @param handle customizable argument. In this examples is used in* order to select the correct sensor bus handler.* @param reg register to read* @param bufp pointer to buffer that store the data read* @param len number of consecutive register to read**/
static int32_t platform_read(void *handle, uint8_t reg, uint8_t *bufp,uint16_t len)
{if (handle == &hi2c1){HAL_I2C_Mem_Read(handle, LIS2HH12_I2C_ADD_L, reg,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, bufp, len, 1000);}return 0;
}
ok,将代码烧录到板子上,测试成功。debug 可以看到气压计和计步值都正常输出了。
总结:
ST的Mems扩展板的示例程序上有IIC总结挂载多个从机的Demo,但是移植程序比较困难。因为需要改写很多内容。
这个示例比较简单实用。当然ST官网还提供了很多示例,根据实际项目需要可以添加需要的传感器功能。
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