I2C通信协议

1. I2C协议简介
   IC( Inter-- Integrated Circuit）总线是一种由 PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。
   在CPU与被控I2C之间、I2C与I2C之间进行双向传送，高速IC总线一般可达400kbps以上。 I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
   开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
   结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结東传送数据。
   应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接
   收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为 受控单元出现故障。
   这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。
2. I2C通信过程写数据
   若配置的方向传输位为“写数据”方向，即第一幅图的情况，主机广播完地址并且接收到应答信号后，就正式向从机传输一个字节的数据，主机每发送完一个字节数据，都要等待从机的应答信号(ACK)。当数据传输结束时，主机向从机发送一个停止传输信号§，表示不再传输数据。
   读数据
   若配置的方向传输位为“读数据”方向，即第二幅图的情况，主机广播完地址并且接收到应答信号后，就开始向主机返回一个字节的数据，从机每发送完一个数据，都会等待主机的应答信号(ACK)。当主机希望停止接收数据时，就向从机返回一个非应答信号(NACK)，则从机自动停止数据传输。
   读和写数据
   除了基本的数据读写，I2C 通信更常用的是复合格式，即第三幅图的情况，该传输过程有两次起始信号(S)。一般在第一次传输中，主机通过SLAVE_ADDRESS寻找到从机设备后，发送一段表示从机设备内部的寄存器或存储器地址(注意区分它与SLAVE_ADDRESS的区别)；在第二次的传输中，对该地址的内容进行读或写。
   I2C通信时序开始信号：SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
   结束信号：SCL 为高电平时，SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
   应答信号：接收数据的 IC 在接收到一个字节的数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，则判断为受控单元出现故障。

软件I2C与 硬件I2C

所谓硬件I2C对应芯片上的I2C外设，有相应I2C驱动电路，其所使用的I2C管脚也是专用的；软件I2C一般是用GPIO管脚，用软件控制管脚状态以模拟I2C通信波形。

硬件I2C的效率要远高于软件的，而软件I2C由于不受管脚限制，接口比较灵活。

模拟I2C 是通过GPIO，软件模拟寄存器的工作方式，而硬件（固件）I2C是直接调用内部寄存器进行配置。如果要从具体硬件上来看，可以去看下芯片手册。因为固件I2C的端口是固定的，所以会有所区别。

至于如何区分它们

可以看底层配置，比如IO口配置，如果配置了IO口的功能（IIC功能）那就是固件IIC，否则就是模拟
可以看IIC写函数，看里面有木有调用现成的函数或者给某个寄存器赋值，如果有，则肯定是固件IIC功能，没有的话肯定是数据一个bit一个bit模拟发生送的，肯定用到了循环，则为模拟。
根据代码量判断，模拟的代码量肯定比固件的要大。

1. 硬件IIC用法比较复杂，模拟IIC的流程更清楚一些。

2. 硬件IIC速度比模拟快，并且可以用DMA

3. 模拟IIC可以在任何管脚上，而硬件只能在固定管脚上。

软件i2c是程序员使用程序控制SCL,SDA线输出高低电平，模拟i2c协议的时序。一般较硬件i2c稳定，但是程序较为繁琐，但不难。

硬件i2c程序员只要调用i2c的控制函数即可，不用直接的去控制SCL,SDA高低电平的输出。但是有些单片机的硬件i2c不太稳定，调试问题较多。

参考链接

代码实现

首先需要一个固件库版本的新建STM32工程，博主使用的是野火指南者开发板，因此直接从野火官网下载的工程模板。

将以下代码添加到USER目录下
main.c

#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "bsp_i2c.h"
int main(void)
{   delay_init();       uart_init(115200);   IIC_Init();while(1){printf("¿ªÊ¼²âÁ¿£¬ÇëÉԵȣº");read_AHT20_once();delay_ms(1500);}
}

usart.c

#include "sys.h"
#include "usart.h"//STM32F103ºËÐÄ°åÀý³Ì
//¿âº¯Êý°æ±¾Àý³Ì
/********** mcudev.taobao.com ³öÆ·  ********///
//Èç¹ûʹÓÃucos,Ôò°üÀ¨ÏÂÃæµÄÍ·Îļþ¼´¿É.
#if SYSTEM_SUPPORT_UCOS
#include "includes.h"                 //ucos ʹÓÃ
#endif
//
//STM32¿ª·¢°å
//´®¿Ú1³õʼ»¯          //     //
//¼ÓÈëÒÔÏ´úÂë,Ö§³Öprintfº¯Êý,¶ø²»ÐèҪѡÔñuse MicroLIB
#if 1
#pragma import(__use_no_semihosting)
//±ê×¼¿âÐèÒªµÄÖ§³Öº¯Êý
struct __FILE
{ int handle; }; FILE __stdout;
//¶¨Òå_sys_exit()ÒÔ±ÜÃâʹÓðëÖ÷»úģʽ
void _sys_exit(int x)
{ x = x;
}
//Öض¨Òåfputcº¯Êý
int fputc(int ch, FILE *f)
{      while((USART1->SR&0X40)==0);//Ñ­»··¢ËÍ,Ö±µ½·¢ËÍÍê±Ï   USART1->DR = (u8) ch;      return ch;
}
#endif /*ʹÓÃmicroLibµÄ·½·¨*//*
int fputc(int ch, FILE *f)
{USART_SendData(USART1, (uint8_t) ch);while (USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TC) == RESET) {}  return ch;
}
int GetKey (void)  { while (!(USART1->SR & USART_FLAG_RXNE));return ((int)(USART1->DR & 0x1FF));
}
*/#if EN_USART1_RX   //Èç¹ûʹÄÜÁ˽ÓÊÕ
//´®¿Ú1ÖжϷþÎñ³ÌÐò
//×¢Òâ,¶ÁÈ¡USARTx->SRÄܱÜÃâĪÃûÆäÃîµÄ´íÎó
u8 USART_RX_BUF[USART_REC_LEN];     //½ÓÊÕ»º³å,×î´óUSART_REC_LEN¸ö×Ö½Ú.
//½ÓÊÕ״̬
//bit15£¬   ½ÓÊÕÍê³É±êÖ¾
//bit14£¬   ½ÓÊÕµ½0x0d
//bit13~0£¬ ½ÓÊÕµ½µÄÓÐЧ×Ö½ÚÊýÄ¿
u16 USART_RX_STA=0;       //½ÓÊÕ״̬±ê¼Ç     void uart_init(u32 bound){//GPIO¶Ë¿ÚÉèÖÃGPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;USART_InitTypeDef USART_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1|RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE); //ʹÄÜUSART1£¬GPIOAʱÖÓ//USART1_TX   PA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; //PA.9GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;    //¸´ÓÃÍÆÍìÊä³öGPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);//USART1_RX   PA.10GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IN_FLOATING;//¸¡¿ÕÊäÈëGPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);  //Usart1 NVIC ÅäÖÃNVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USART1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority=3 ;//ÇÀÕ¼ÓÅÏȼ¶3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 3;     //×ÓÓÅÏȼ¶3NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;         //IRQͨµÀʹÄÜNVIC_Init(&NVIC_InitStructure);    //¸ù¾ÝÖ¸¶¨µÄ²ÎÊý³õʼ»¯VIC¼Ä´æÆ÷//USART ³õʼ»¯ÉèÖÃUSART_InitStructure.USART_BaudRate = bound;//Ò»°ãÉèÖÃΪ9600;USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;//×Ö³¤Îª8λÊý¾Ý¸ñʽUSART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;//Ò»¸öֹͣλUSART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;//ÎÞÆæżУÑéλUSART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;//ÎÞÓ²¼þÊý¾ÝÁ÷¿ØÖÆUSART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Rx | USART_Mode_Tx;    //ÊÕ·¢Ä£Ê½USART_Init(USART1, &USART_InitStructure); //³õʼ»¯´®¿ÚUSART_ITConfig(USART1, USART_IT_RXNE, ENABLE);//¿ªÆôÖжÏUSART_Cmd(USART1, ENABLE);                    //ʹÄÜ´®¿Ú }void USART1_IRQHandler(void)                  //´®¿Ú1ÖжϷþÎñ³ÌÐò{u8 Res;
#ifdef OS_TICKS_PER_SEC     //Èç¹ûʱÖÓ½ÚÅÄÊý¶¨ÒåÁË,˵Ã÷ҪʹÓÃucosIIÁË.OSIntEnter();
#endifif(USART_GetITStatus(USART1, USART_IT_RXNE) != RESET)  //½ÓÊÕÖжÏ(½ÓÊÕµ½µÄÊý¾Ý±ØÐëÊÇ0x0d 0x0a½áβ){Res =USART_ReceiveData(USART1);//(USART1->DR);    //¶ÁÈ¡½ÓÊÕµ½µÄÊý¾Ýif((USART_RX_STA&0x8000)==0)//½ÓÊÕδÍê³É{if(USART_RX_STA&0x4000)//½ÓÊÕµ½ÁË0x0d{if(Res!=0x0a)USART_RX_STA=0;//½ÓÊÕ´íÎó,ÖØпªÊ¼else USART_RX_STA|=0x8000; //½ÓÊÕÍê³ÉÁË }else //»¹Ã»ÊÕµ½0X0D{  if(Res==0x0d)USART_RX_STA|=0x4000;else{USART_RX_BUF[USART_RX_STA&0X3FFF]=Res ;USART_RX_STA++;if(USART_RX_STA>(USART_REC_LEN-1))USART_RX_STA=0;//½ÓÊÕÊý¾Ý´íÎó,ÖØпªÊ¼½ÓÊÕ   }      }}          }
#ifdef OS_TICKS_PER_SEC     //Èç¹ûʱÖÓ½ÚÅÄÊý¶¨ÒåÁË,˵Ã÷ҪʹÓÃucosIIÁË.OSIntExit();
#endif
}
#endif  

usart.h

#ifndef __USART_H
#define __USART_H
#include "stdio.h"
#include "sys.h" //STM32F103ºËÐÄ°åÀý³Ì
//¿âº¯Êý°æ±¾Àý³Ì
/********** mcudev.taobao.com ³öÆ·  ********///
//STM32¿ª·¢°å
//´®¿Ú1³õʼ»¯          #define USART_REC_LEN            200     //¶¨Òå×î´ó½ÓÊÕ×Ö½ÚÊý 200
#define EN_USART1_RX            1           //ʹÄÜ£¨1£©/½ûÖ¹£¨0£©´®¿Ú1½ÓÊÕextern u8  USART_RX_BUF[USART_REC_LEN]; //½ÓÊÕ»º³å,×î´óUSART_REC_LEN¸ö×Ö½Ú.Ä©×Ö½ÚΪ»»Ðзû
extern u16 USART_RX_STA;                //½ÓÊÕ״̬±ê¼Ç
//Èç¹ûÏë´®¿ÚÖжϽÓÊÕ£¬Ç벻ҪעÊÍÒÔϺ궨Òå
void uart_init(u32 bound);
#endif

bsp_i2c.c

#include "bsp_i2c.h"
#include "delay.h"uint8_t   ack_status=0;
uint8_t   readByte[6];
uint8_t   AHT20_status=0;uint32_t  H1=0;  //Humility
uint32_t  T1=0;  //Temperatureuint8_t  AHT20_OutData[4];
uint8_t  AHT20sendOutData[10] = {0xFA, 0x06, 0x0A, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFF};void IIC_Init(void)
{                        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(    RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE ); GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6|GPIO_Pin_7;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //ÍÆÍìÊä³öGPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);IIC_SCL=1;IIC_SDA=1;}
//²úÉúIICÆðʼÐźÅ
void IIC_Start(void)
{SDA_OUT();     //sdaÏßÊä³öIIC_SDA=1;        IIC_SCL=1;delay_us(4);IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low delay_us(4);IIC_SCL=0;//ǯסI2C×ÜÏߣ¬×¼±¸·¢ËÍ»ò½ÓÊÕÊý¾Ý
}
//²úÉúIICÍ£Ö¹ÐźÅ
void IIC_Stop(void)
{SDA_OUT();//sdaÏßÊä³öIIC_SCL=0;IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to highdelay_us(4);IIC_SCL=1; IIC_SDA=1;//·¢ËÍI2C×ÜÏß½áÊøÐźÅdelay_us(4);
}
//µÈ´ýÓ¦´ðÐźŵ½À´
//·µ»ØÖµ£º1£¬½ÓÊÕÓ¦´ðʧ°Ü
//        0£¬½ÓÊÕÓ¦´ð³É¹¦
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{u8 ucErrTime=0;SDA_IN();      //SDAÉèÖÃΪÊäÈë  IIC_SDA=1;delay_us(1);       IIC_SCL=1;delay_us(1);   while(READ_SDA){ucErrTime++;if(ucErrTime>250){IIC_Stop();return 1;}}IIC_SCL=0;//ʱÖÓÊä³ö0       return 0;
}
//²úÉúACKÓ¦´ð
void IIC_Ack(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=0;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}
//²»²úÉúACKÓ¦´ð
void IIC_NAck(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=1;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}
//IIC·¢ËÍÒ»¸ö×Ö½Ú
//·µ»Ø´Ó»úÓÐÎÞÓ¦´ð
//1£¬ÓÐÓ¦´ð
//0£¬ÎÞÓ¦´ð
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        u8 t;   SDA_OUT();         IIC_SCL=0;//À­µÍʱÖÓ¿ªÊ¼Êý¾Ý´«Êäfor(t=0;t<8;t++){              IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;txd<<=1;    delay_us(2);   //¶ÔTEA5767ÕâÈý¸öÑÓʱ¶¼ÊDZØÐëµÄIIC_SCL=1;delay_us(2); IIC_SCL=0; delay_us(2);}
}
//¶Á1¸ö×Ö½Ú£¬ack=1ʱ£¬·¢ËÍACK£¬ack=0£¬·¢ËÍnACK
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{unsigned char i,receive=0;SDA_IN();//SDAÉèÖÃΪÊäÈëfor(i=0;i<8;i++ ){IIC_SCL=0; delay_us(2);IIC_SCL=1;receive<<=1;if(READ_SDA)receive++;   delay_us(1); }                  if (!ack)IIC_NAck();//·¢ËÍnACKelseIIC_Ack(); //·¢ËÍACK   return receive;
}void IIC_WriteByte(uint16_t addr,uint8_t data,uint8_t device_addr)
{IIC_Start();  if(device_addr==0xA0) //eepromµØÖ·´óÓÚ1×Ö½ÚIIC_Send_Byte(0xA0 + ((addr/256)<<1));//·¢Ë͸ߵØÖ·elseIIC_Send_Byte(device_addr);        //·¢Æ÷¼þµØÖ·IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(addr&0xFF);   //·¢Ë͵͵ØÖ·IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(data);     //·¢ËÍ×Ö½Ú                            IIC_Wait_Ack();                     IIC_Stop();//²úÉúÒ»¸öÍ£Ö¹Ìõ¼þ if(device_addr==0xA0) //delay_ms(10);elsedelay_us(2);
}uint16_t IIC_ReadByte(uint16_t addr,uint8_t device_addr,uint8_t ByteNumToRead)  //¶Á¼Ä´æÆ÷»ò¶ÁÊý¾Ý
{   uint16_t data;IIC_Start();  if(device_addr==0xA0)IIC_Send_Byte(0xA0 + ((addr/256)<<1));elseIIC_Send_Byte(device_addr); IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(addr&0xFF);   //·¢Ë͵͵ØÖ·IIC_Wait_Ack(); IIC_Start();     IIC_Send_Byte(device_addr+1);      //·¢Æ÷¼þµØÖ·IIC_Wait_Ack();if(ByteNumToRead == 1)//LM75ζÈÊý¾ÝΪ11bit{data=IIC_Read_Byte(0);}else{data=IIC_Read_Byte(1);data=(data<<8)+IIC_Read_Byte(0);}IIC_Stop();//²úÉúÒ»¸öÍ£Ö¹Ìõ¼þ     return data;
}/**********
*ÉÏÃ沿·ÖΪIO¿ÚÄ£¿éI2CÅäÖÃ
*
*´ÓÕâÒÔÏ¿ªÊ¼ÎªAHT20µÄÅäÖÃI2C
*º¯ÊýÃûÓÐIICºÍI2CµÄÇø±ð£¬Çë×¢Ò⣡£¡£¡£¡£¡
*
*2020/2/23×îºóÐÞ¸ÄÈÕÆÚ
*
***********/
void  read_AHT20_once(void)
{delay_ms(10);reset_AHT20();delay_ms(10);init_AHT20();delay_ms(10);startMeasure_AHT20();delay_ms(80);read_AHT20();delay_ms(5);
}void  reset_AHT20(void)
{I2C_Start();I2C_WriteByte(0x70);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("1");else printf("1-n-");I2C_WriteByte(0xBA);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("2");else printf("2-n-");I2C_Stop();/*AHT20_OutData[0] = 0;AHT20_OutData[1] = 0;AHT20_OutData[2] = 0;AHT20_OutData[3] = 0;*/
}void  init_AHT20(void)
{I2C_Start();I2C_WriteByte(0x70);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("3");else printf("3-n-");    I2C_WriteByte(0xE1);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("4");else printf("4-n-");I2C_WriteByte(0x08);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("5");else printf("5-n-");I2C_WriteByte(0x00);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("6");else printf("6-n-");I2C_Stop();
}void  startMeasure_AHT20(void)
{//------------I2C_Start();I2C_WriteByte(0x70);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("7");else printf("7-n-");I2C_WriteByte(0xAC);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("8");else printf("8-n-");I2C_WriteByte(0x33);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("9");else printf("9-n-");I2C_WriteByte(0x00);ack_status = Receive_ACK();if(ack_status) printf("10");else printf("10-n-");I2C_Stop();
}void read_AHT20(void)
{uint8_t   i;for(i=0; i<6; i++){readByte[i]=0;}//-------------I2C_Start();I2C_WriteByte(0x71);ack_status = Receive_ACK();readByte[0]= I2C_ReadByte();Send_ACK();readByte[1]= I2C_ReadByte();Send_ACK();readByte[2]= I2C_ReadByte();Send_ACK();readByte[3]= I2C_ReadByte();Send_ACK();readByte[4]= I2C_ReadByte();Send_ACK();readByte[5]= I2C_ReadByte();SendNot_Ack();//Send_ACK();I2C_Stop();//--------------if( (readByte[0] & 0x68) == 0x08 ){H1 = readByte[1];H1 = (H1<<8) | readByte[2];H1 = (H1<<8) | readByte[3];H1 = H1>>4;H1 = (H1*1000)/1024/1024;T1 = readByte[3];T1 = T1 & 0x0000000F;T1 = (T1<<8) | readByte[4];T1 = (T1<<8) | readByte[5];T1 = (T1*2000)/1024/1024 - 500;AHT20_OutData[0] = (H1>>8) & 0x000000FF;AHT20_OutData[1] = H1 & 0x000000FF;AHT20_OutData[2] = (T1>>8) & 0x000000FF;AHT20_OutData[3] = T1 & 0x000000FF;}else{AHT20_OutData[0] = 0xFF;AHT20_OutData[1] = 0xFF;AHT20_OutData[2] = 0xFF;AHT20_OutData[3] = 0xFF;printf("ʧ°ÜÁË");}printf("\r\n");printf("ζÈ:%d%d.%d",T1/100,(T1/10)%10,T1%10);printf("ʪ¶È:%d%d.%d",H1/100,(H1/10)%10,H1%10);printf("\r\n");
}uint8_t  Receive_ACK(void)
{uint8_t result=0;uint8_t cnt=0;IIC_SCL = 0;SDA_IN(); delay_us(4);IIC_SCL = 1;delay_us(4);while(READ_SDA && (cnt<100)){cnt++;}IIC_SCL = 0;delay_us(4);if(cnt<100){result=1;}return result;
}void  Send_ACK(void)
{SDA_OUT();IIC_SCL = 0;delay_us(4);IIC_SDA = 0;delay_us(4);IIC_SCL = 1;delay_us(4);IIC_SCL = 0;delay_us(4);SDA_IN();
}void  SendNot_Ack(void)
{SDA_OUT();IIC_SCL = 0;delay_us(4);IIC_SDA = 1;delay_us(4);IIC_SCL = 1;delay_us(4);IIC_SCL = 0;delay_us(4);IIC_SDA = 0;delay_us(4);
}void I2C_WriteByte(uint8_t  input)
{uint8_t  i;SDA_OUT();for(i=0; i<8; i++){IIC_SCL = 0;delay_ms(5);if(input & 0x80){IIC_SDA = 1;//delaymm(10);}else{IIC_SDA = 0;//delaymm(10);}IIC_SCL = 1;delay_ms(5);input = (input<<1);}IIC_SCL = 0;delay_us(4);SDA_IN();delay_us(4);
}   uint8_t I2C_ReadByte(void)
{uint8_t  resultByte=0;uint8_t  i=0, a=0;IIC_SCL = 0;SDA_IN();delay_ms(4);for(i=0; i<8; i++){IIC_SCL = 1;delay_ms(3);a=0;if(READ_SDA){a=1;}else{a=0;}//resultByte = resultByte | a;resultByte = (resultByte << 1) | a;IIC_SCL = 0;delay_ms(3);}SDA_IN();delay_ms(10);return   resultByte;
}void  set_AHT20sendOutData(void)
{/* --------------------------* 0xFA 0x06 0x0A temperature(2 Bytes) humility(2Bytes) short Address(2 Bytes)* And Check (1 byte)* -------------------------*/AHT20sendOutData[3] = AHT20_OutData[0];AHT20sendOutData[4] = AHT20_OutData[1];AHT20sendOutData[5] = AHT20_OutData[2];AHT20sendOutData[6] = AHT20_OutData[3];//  AHT20sendOutData[7] = (drf1609.shortAddress >> 8) & 0x00FF;
//  AHT20sendOutData[8] = drf1609.shortAddress  & 0x00FF;//    AHT20sendOutData[9] = getXY(AHT20sendOutData,10);
}void  I2C_Start(void)
{SDA_OUT();IIC_SCL = 1;delay_ms(4);IIC_SDA = 1;delay_ms(4);IIC_SDA = 0;delay_ms(4);IIC_SCL = 0;delay_ms(4);
}void  I2C_Stop(void)
{SDA_OUT();IIC_SDA = 0;delay_ms(4);IIC_SCL = 1;delay_ms(4);IIC_SDA = 1;delay_ms(4);
}

bsp_i2c.h

#ifndef __BSP_I2C_H
#define __BSP_I2C_H#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
//ʹÓÃIIC1 ¹ÒÔØM24C02,OLED,LM75AD,HT1382    PB6,PB7#define SDA_IN()  {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)8<<28;}
#define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0X0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=(u32)3<<28;}//IO²Ù×÷º¯Êý
#define IIC_SCL    PBout(6) //SCL
#define IIC_SDA    PBout(7) //SDA
#define READ_SDA   PBin(7)  //ÊäÈëSDA //IICËùÓвÙ×÷º¯Êý
void IIC_Init(void);                //³õʼ»¯IICµÄIO¿Ú
void IIC_Start(void);               //·¢ËÍIIC¿ªÊ¼ÐźÅ
void IIC_Stop(void);                //·¢ËÍIICÍ£Ö¹ÐźÅ
void IIC_Send_Byte(u8 txd);         //IIC·¢ËÍÒ»¸ö×Ö½Ú
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC¶ÁÈ¡Ò»¸ö×Ö½Ú
u8 IIC_Wait_Ack(void);              //IICµÈ´ýACKÐźÅ
void IIC_Ack(void);                 //IIC·¢ËÍACKÐźÅ
void IIC_NAck(void);                //IIC²»·¢ËÍACKÐźÅvoid IIC_WriteByte(uint16_t addr,uint8_t data,uint8_t device_addr);
uint16_t IIC_ReadByte(uint16_t addr,uint8_t device_addr,uint8_t ByteNumToRead);//¼Ä´æÆ÷µØÖ·£¬Æ÷¼þµØÖ·£¬Òª¶ÁµÄ×Ö½ÚÊý  void  read_AHT20_once(void);
void  reset_AHT20(void);
void  init_AHT20(void);
void  startMeasure_AHT20(void);
void  read_AHT20(void);
uint8_t  Receive_ACK(void);
void  Send_ACK(void);
void  SendNot_Ack(void);
void I2C_WriteByte(uint8_t  input);
uint8_t I2C_ReadByte(void);
void  set_AHT20sendOutData(void);
void  I2C_Start(void);
void  I2C_Stop(void);
#endif

delay.c

#include "delay.h"
#include "sys.h"//STM32F103ºËÐÄ°åÀý³Ì
//¿âº¯Êý°æ±¾Àý³Ì
/********** mcudev.taobao.com ³öÆ·  ********///
//Èç¹ûʹÓÃucos,Ôò°üÀ¨ÏÂÃæµÄÍ·Îļþ¼´¿É.
#if SYSTEM_SUPPORT_UCOS
#include "includes.h"                 //ucos ʹÓÃ
#endif
//   //STM32¿ª·¢°å
//ʹÓÃSysTickµÄÆÕͨ¼ÆÊýģʽ¶ÔÑÓ³Ù½øÐйÜÀí
//°üÀ¨delay_us,delay_ms//
static u8  fac_us=0;//usÑÓʱ±¶³ËÊý
static u16 fac_ms=0;//msÑÓʱ±¶³ËÊý
#ifdef OS_CRITICAL_METHOD   //Èç¹ûOS_CRITICAL_METHOD¶¨ÒåÁË,˵Ã÷ʹÓÃucosIIÁË.
//systickÖжϷþÎñº¯Êý,ʹÓÃucosʱÓõ½
void SysTick_Handler(void)
{                  OSIntEnter();        //½øÈëÖжÏOSTimeTick();       //µ÷ÓÃucosµÄʱÖÓ·þÎñ³ÌÐò               OSIntExit();        //´¥·¢ÈÎÎñÇл»ÈíÖжÏ
}
#endif//³õʼ»¯ÑÓ³Ùº¯Êý
//µ±Ê¹ÓÃucosµÄʱºò,´Ëº¯Êý»á³õʼ»¯ucosµÄʱÖÓ½ÚÅÄ
//SYSTICKµÄʱÖӹ̶¨ÎªHCLKʱÖÓµÄ1/8
//SYSCLK:ϵͳʱÖÓ
void delay_init()
{#ifdef OS_CRITICAL_METHOD  //Èç¹ûOS_CRITICAL_METHOD¶¨ÒåÁË,˵Ã÷ʹÓÃucosIIÁË.u32 reload;
#endifSysTick_CLKSourceConfig(SysTick_CLKSource_HCLK_Div8); //Ñ¡ÔñÍⲿʱÖÓ  HCLK/8fac_us=SystemCoreClock/8000000;  //ΪϵͳʱÖÓµÄ1/8  #ifdef OS_CRITICAL_METHOD    //Èç¹ûOS_CRITICAL_METHOD¶¨ÒåÁË,˵Ã÷ʹÓÃucosIIÁË.reload=SystemCoreClock/8000000;        //ÿÃëÖӵļÆÊý´ÎÊý µ¥Î»ÎªK     reload*=1000000/OS_TICKS_PER_SEC;//¸ù¾ÝOS_TICKS_PER_SECÉ趨Òç³öʱ¼ä//reloadΪ24λ¼Ä´æÆ÷,×î´óÖµ:16777216,ÔÚ72MÏÂ,Ô¼ºÏ1.86s×óÓÒ   fac_ms=1000/OS_TICKS_PER_SEC;//´ú±íucos¿ÉÒÔÑÓʱµÄ×îÉÙµ¥Î»     SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_TICKINT_Msk;     //¿ªÆôSYSTICKÖжÏSysTick->LOAD=reload;  //ÿ1/OS_TICKS_PER_SECÃëÖжÏÒ»´Î    SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;     //¿ªÆôSYSTICK
#elsefac_ms=(u16)fac_us*1000;//·ÇucosÏÂ,´ú±íÿ¸ömsÐèÒªµÄsystickʱÖÓÊý
#endif
}                                   #ifdef OS_CRITICAL_METHOD   //ʹÓÃÁËucos
//ÑÓʱnus
//nusΪҪÑÓʱµÄusÊý.
void delay_us(u32 nus)
{       u32 ticks;u32 told,tnow,tcnt=0;u32 reload=SysTick->LOAD;   //LOADµÄÖµ           ticks=nus*fac_us;             //ÐèÒªµÄ½ÚÅÄÊý           tcnt=0;told=SysTick->VAL;         //¸Õ½øÈëʱµÄ¼ÆÊýÆ÷Öµwhile(1){tnow=SysTick->VAL; if(tnow!=told){        if(tnow<told)tcnt+=told-tnow;//ÕâÀï×¢ÒâÒ»ÏÂSYSTICKÊÇÒ»¸öµÝ¼õµÄ¼ÆÊýÆ÷¾Í¿ÉÒÔÁË.else tcnt+=reload-tnow+told;       told=tnow;if(tcnt>=ticks)break;//ʱ¼ä³¬¹ý/µÈÓÚÒªÑÓ³ÙµÄʱ¼ä,ÔòÍ˳ö.}  };
}
//ÑÓʱnms
//nms:ÒªÑÓʱµÄmsÊý
void delay_ms(u16 nms)
{   if(OSRunning==TRUE)//Èç¹ûosÒѾ­ÔÚÅÜÁË     {         if(nms>=fac_ms)//ÑÓʱµÄʱ¼ä´óÓÚucosµÄ×îÉÙʱ¼äÖÜÆÚ {OSTimeDly(nms/fac_ms);//ucosÑÓʱ}nms%=fac_ms;             //ucosÒѾ­ÎÞ·¨ÌṩÕâôСµÄÑÓʱÁË,²ÉÓÃÆÕͨ·½Ê½ÑÓʱ    }delay_us((u32)(nms*1000));    //ÆÕͨ·½Ê½ÑÓʱ,´ËʱucosÎÞ·¨Æô¶¯µ÷¶È.
}
#else//²»ÓÃucosʱ
//ÑÓʱnus
//nusΪҪÑÓʱµÄusÊý.
void delay_us(u32 nus)
{       u32 temp;            SysTick->LOAD=nus*fac_us; //ʱ¼ä¼ÓÔØ            SysTick->VAL=0x00;        //Çå¿Õ¼ÆÊýÆ÷SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;          //¿ªÊ¼µ¹Êý  do{temp=SysTick->CTRL;}while(temp&0x01&&!(temp&(1<<16)));//µÈ´ýʱ¼äµ½´ï   SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;       //¹Ø±Õ¼ÆÊýÆ÷SysTick->VAL =0X00;       //Çå¿Õ¼ÆÊýÆ÷
}
//ÑÓʱnms
//×¢ÒânmsµÄ·¶Î§
//SysTick->LOADΪ24λ¼Ä´æÆ÷,ËùÒÔ,×î´óÑÓʱΪ:
//nms<=0xffffff*8*1000/SYSCLK
//SYSCLKµ¥Î»ÎªHz,nmsµ¥Î»Îªms
//¶Ô72MÌõ¼þÏÂ,nms<=1864
void delay_ms(u16 nms)
{                 u32 temp;        SysTick->LOAD=(u32)nms*fac_ms;//ʱ¼ä¼ÓÔØ(SysTick->LOADΪ24bit)SysTick->VAL =0x00;           //Çå¿Õ¼ÆÊýÆ÷SysTick->CTRL|=SysTick_CTRL_ENABLE_Msk ;          //¿ªÊ¼µ¹Êý  do{temp=SysTick->CTRL;}while(temp&0x01&&!(temp&(1<<16)));//µÈ´ýʱ¼äµ½´ï   SysTick->CTRL&=~SysTick_CTRL_ENABLE_Msk;       //¹Ø±Õ¼ÆÊýÆ÷SysTick->VAL =0X00;       //Çå¿Õ¼ÆÊýÆ÷
}
#endif

delay.h

#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H
#include "sys.h"
//   //STM32F103ºËÐÄ°åÀý³Ì
//¿âº¯Êý°æ±¾Àý³Ì
/********** mcudev.taobao.com ³öÆ·  ********///ʹÓÃSysTickµÄÆÕͨ¼ÆÊýģʽ¶ÔÑÓ³Ù½øÐйÜÀí
//°üÀ¨delay_us,delay_ms//
void delay_init(void);
void delay_ms(u16 nms);
void delay_us(u32 nus);
#endif

sys.c

#include "sys.h"//STM32F103ºËÐÄ°åÀý³Ì
//¿âº¯Êý°æ±¾Àý³Ì
/********** mcudev.taobao.com ³öÆ·  ********///  //STM32¿ª·¢°å
//ϵͳÖжϷÖ×éÉèÖû¯           //********************************************************************************
void NVIC_Configuration(void)
{NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);    //ÉèÖÃNVICÖжϷÖ×é2:2λÇÀÕ¼ÓÅÏȼ¶£¬2λÏìÓ¦ÓÅÏȼ¶}

sys.h

#ifndef __SYS_H
#define __SYS_H
#include "stm32f10x.h"
//   //STM32F103ºËÐÄ°åÀý³Ì
//¿âº¯Êý°æ±¾Àý³Ì
/********** mcudev.taobao.com ³öÆ·  ********///      //0,²»Ö§³Öucos
//1,Ö§³Öucos
#define SYSTEM_SUPPORT_UCOS     0       //¶¨ÒåϵͳÎļþ¼ÐÊÇ·ñÖ§³ÖUCOS//λ´ø²Ù×÷,ʵÏÖ51ÀàËƵÄGPIO¿ØÖƹ¦ÄÜ
//¾ßÌåʵÏÖ˼Ïë,²Î¿¼<<CM3ȨÍþÖ¸ÄÏ>>µÚÎåÕÂ(87Ò³~92Ò³).
//IO¿Ú²Ù×÷ºê¶¨Òå
#define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
#define MEM_ADDR(addr)  *((volatile unsigned long  *)(addr))
#define BIT_ADDR(addr, bitnum)   MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))
//IO¿ÚµØÖ·Ó³Éä
#define GPIOA_ODR_Addr    (GPIOA_BASE+12) //0x4001080C
#define GPIOB_ODR_Addr    (GPIOB_BASE+12) //0x40010C0C
#define GPIOC_ODR_Addr    (GPIOC_BASE+12) //0x4001100C
#define GPIOD_ODR_Addr    (GPIOD_BASE+12) //0x4001140C
#define GPIOE_ODR_Addr    (GPIOE_BASE+12) //0x4001180C
#define GPIOF_ODR_Addr    (GPIOF_BASE+12) //0x40011A0C
#define GPIOG_ODR_Addr    (GPIOG_BASE+12) //0x40011E0C    #define GPIOA_IDR_Addr    (GPIOA_BASE+8) //0x40010808
#define GPIOB_IDR_Addr    (GPIOB_BASE+8) //0x40010C08
#define GPIOC_IDR_Addr    (GPIOC_BASE+8) //0x40011008
#define GPIOD_IDR_Addr    (GPIOD_BASE+8) //0x40011408
#define GPIOE_IDR_Addr    (GPIOE_BASE+8) //0x40011808
#define GPIOF_IDR_Addr    (GPIOF_BASE+8) //0x40011A08
#define GPIOG_IDR_Addr    (GPIOG_BASE+8) //0x40011E08 //IO¿Ú²Ù×÷,Ö»¶Ôµ¥Ò»µÄIO¿Ú!
//È·±£nµÄֵСÓÚ16!
#define PAout(n)   BIT_ADDR(GPIOA_ODR_Addr,n)  //Êä³ö
#define PAin(n)    BIT_ADDR(GPIOA_IDR_Addr,n)  //ÊäÈë #define PBout(n)   BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n)  //Êä³ö
#define PBin(n)    BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n)  //ÊäÈë #define PCout(n)   BIT_ADDR(GPIOC_ODR_Addr,n)  //Êä³ö
#define PCin(n)    BIT_ADDR(GPIOC_IDR_Addr,n)  //ÊäÈë #define PDout(n)   BIT_ADDR(GPIOD_ODR_Addr,n)  //Êä³ö
#define PDin(n)    BIT_ADDR(GPIOD_IDR_Addr,n)  //ÊäÈë #define PEout(n)   BIT_ADDR(GPIOE_ODR_Addr,n)  //Êä³ö
#define PEin(n)    BIT_ADDR(GPIOE_IDR_Addr,n)  //ÊäÈë#define PFout(n)   BIT_ADDR(GPIOF_ODR_Addr,n)  //Êä³ö
#define PFin(n)    BIT_ADDR(GPIOF_IDR_Addr,n)  //ÊäÈë#define PGout(n)   BIT_ADDR(GPIOG_ODR_Addr,n)  //Êä³ö
#define PGin(n)    BIT_ADDR(GPIOG_IDR_Addr,n)  //ÊäÈëvoid NVIC_Configuration(void);#endif

最后工程目录如下

烧录

烧录过程与博主这篇博客中过程类似，此处不再赘述，只展示结果。

硬件连接

AHT20 对应 stm32f103指南者i2c模块
SCL ———— B6
GND ———— GND
SDA ———— B7
VCC ———— 5V
如下图

烧录并运行

参考

AHT20温度采集
基于I2C的AHT20温湿度传感器数据采集

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