硬件I2C与模拟I2C解析

最近在做一个陀螺仪的项目用到I2C接口，STM32cubeMX自己生成的I2C驱动使用的是硬件I2C，HAL库函数直接调用即可。在读取24C02的时候没什么问题，可以直接用。但是在和mpu9250通讯的时候似乎有点问题，DMP自检总是通不过，后来改为模拟I2C后解决。也有可能是HAL库版本的问题，stm32cubeMX生成的代码中没有找到库版本的说明。

下面对模拟I2C的代码分析

I2C IO口宏定义

#define IIC_SCL   PHout(4) //SCL
#define IIC_SDA   PHout(5) //SDA
#define READ_SDA  PHin(5)  //输入SDA

#define SDA_IN()  {GPIOH->MODER&=~(3<<(5*2));GPIOH->MODER|=0<<5*2;} //PH5输入模式
#define SDA_OUT() {GPIOH->MODER&=~(3<<(5*2));GPIOH->MODER|=1<<5*2;} //PH5输出模式

以I2C写为例，基本上就是将SCL、SDA引脚配置为IO输出模式，按时序要求有规律的控制SCL、和SDA引脚高低变化。I2C总线协议示意图如下：

发送一个Byte的完整过程如下：

u8 MPU_Write_Byte(u8 addr,u8 reg,u8 data)
{IIC_Start();                //起始时序IIC_Send_Byte((addr<<1)|0); //发送器件地址+写命令if(IIC_Wait_Ack())          //等待应答{IIC_Stop();return 1;               //无应答退出}IIC_Send_Byte(reg);         //写寄存器地址IIC_Wait_Ack();             //等待应答IIC_Send_Byte(data);        //发送数据if(IIC_Wait_Ack())          //等待ACK{IIC_Stop();return 1;               //无应答退出}IIC_Stop();return 0;
}

各子函数实际上也是按要求的SCL、SDA，这两个IO口读写过程

void IIC_Start(void)
{SDA_OUT();     //sda线输出IIC_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;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}   /**********************************************************************/
void IIC_Stop(void)
{SDA_OUT();//sda线输出IIC_SCL=0;IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to highdelay_us(4);IIC_SCL=1; delay_us(4);           IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
}/**********************************************************************/
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{u8 ucErrTime=0;SDA_IN();      //SDA设置为输入  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;//时钟输出0       return 0;
}/**********************************************************************/
void IIC_Ack(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=0;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}/**********************************************************************/
void IIC_NAck(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=1;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}   /**********************************************************************/
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        u8 t;   SDA_OUT();         IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输for(t=0;t<8;t++){              IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;txd<<=1;      delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的IIC_SCL=1;delay_us(2); IIC_SCL=0;    delay_us(2);}
}   /**********************************************************************/
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{unsigned char i,receive=0;SDA_IN();//SDA设置为输入for(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();//发送nACKelseIIC_Ack(); //发送ACK   return receive;
}

需要注意的是模拟I2C需要调用微秒级延时函数delay_us

代码参考，正点原子

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