FDC2214+STM32F103

一、FDC2214介绍

(1)这个图片截自FDC2214的数据手册，可以看出FDC2214与MCU之前的通讯是靠I2C协议来完成的，该芯片的外围电路设计在手册中已给出。
(2)该模块I2C接口最大速度为400 kbit/s。遵循标准I2C7位从机地址，当FDC2214芯片的ADDR引脚为低电平，该芯片地址为0x2A，当引脚为高电平时，地址为0x2B，当FDC开始工作时，不要更改ADDR引脚的电平。
(3)I2C的时序就不多做介绍了。

二、FDC2214寄存器介绍(截图都是手册上的)

(1)FDC2214寄存器的地址介绍
这个也是从手册中截取的

(a) 0x00-0x07为通道0-3的数据寄存器，读取数据的时候使用
只介绍DATA_CH0，剩下三个都是一样的。

其中地址为0x00的寄存器，[15:14]：保留，设为00；[13:12]：为ERR信息，可以读取到Channel 0的错误状态。[11:0]Channel 0的数据转换结果(高位)。
地址为0x01的寄存器，[15:0]：Channel 0的数据转换结果(低位)。与上面的高位数据组合起来就是Channel 0所测得的结果。

(b) 0x08-0x0B为通道0-3计数转换间隔

放个公式的图片吧，这角标用公式敲不出来。。

这个是手册中最后应用部分给出的值。具体为什么这么设置，可以参看下这个手册截图
其中Tsample是我们写程序时，每隔10ms就去读取一下各个通道的DATA，settling time后面会说到，通道转换延迟时间引用下手册里面的。

The channel switching delay is ~1μs for fREF = 40 MHz

N是通道数，用到的三个通道，所以N=3。将3.3ms代入上面公式，可以得出RCOUNT的值应改为0x2089。

（c）0x0C-0x0F为转换偏移，此项一般不做配置。只在FDC2112/FDC2114中设置。

(d) 0x10-0x13 为通道0-3设置转换开始前的稳定时间,根据手册介绍，该寄存器的值最小应大于10。稳定时间的计算公式为：

将10代入公式得，SettleTime)为4μs。所以SETTLECOUNT的值应该设为0x000A。
(e) 0x14-0x17通道0-3的频率选择，当采用差分传感器时，应配置为[13:12]为应设为b01。当采用单端传感器的时候，[13:12]应配置为b10。[9:0]配置的参数用来缩放最大转换频率，公式为:

此项不要设置为[9:0]00 0000 0000，应保证CH0_(FREF_DIVIDER )≥b^’ 0000000001。设为[9:0]1时，f_CLK 为40MHz。

所以当采用单端输入时，设置0x14的值为0x2001。单端连接如图所示

当采用差分输入时，设置0x14的值为0x1001。差分输入如图所示

(f) )0x18:设备状态报告。读取该寄存器的值，获取错误信息。

(g) 0x19:设备状态报告配置。使用默认值0x0000来配置0x19，默认情况下，不允许中断启用。

(h)0x1A:转换配置。[15:14]:当0x1B的自动扫描模式配置为0的时候可以选择通道，默认00。[13]:使能睡眠模式，将其置一为01。[12]:必须置1。[11]:传感器激活模式选择，0:全电流启动模式，缩短传感器激活时间。1:低功率激活模式，激活以最小化功耗。[10]:必须置1。[9]:选择参考频率源，0:使用内部振荡频率作为参考源，1:参考频率由CLK引脚提供。[8]:必须置0。[7]:INTB失能，默认配置0。[6]:高电流传感器驱动，0:FDC将以正常的传感器电流驱动所有通道。1:FDC将以大于1.5mA的电流驱动通道0，当多通道模式开启时，则不支持此模式。[5:0]:必须设置为00 0001

由于我的是CLKIN引脚接入的晶振，所以设置0x1A为0x1601。

(i) 0x1B:信道复用配置。[15]:自动扫描模式使能，将其设置为1，以启动顺序模式(自动)，[14:13]设置为10，启动4个通道的数据转换。[12:3]:必须设置为00 0100 0001。[2:0]:设置输入抗尖峰滤波带宽，选择超出震荡槽的最低设置振荡频率，设置为101(10MHz)。故0x1B寄存器的值为0xC20D。

(j)0x1C:复位配置。目前使用不到,不做配置。

(k)0x1E-0x21:通道0-3传感器电流驱动配置。0x8000(0.169mA)，0x7800(0.146mA)此值更合适。这个参数怎么设置的我也不太了解，就是查资料发现大家都是设置的这两个值。。。我用的是0x7800。

那么到这里寄存器就介绍的差不多了，有些地方我没弄太明白，希望有人可以给些提示啥的，如果有错误也麻烦指出了，慢慢学习，共同进步，先谢谢大家了。

总结一下需要配置的寄存器，及寄存器值。

三、FDC2214程序

声明下我的I2C程序是移植的野火I2C模拟程序，感谢火哥。。

#include "fdc2214.h"#include "stm32f10x.h"static void i2c_CfgGpio(void);/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Delay
*   功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_Delay(void)
{uint8_t i;/*　下面的时间是通过逻辑分析仪测试得到的。工作条件：CPU主频72MHz ，MDK编译环境，1级优化循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz 循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us 循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us */for (i = 0; i < 10; i++);
}/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Start
*   功能说明: CPU发起I2C总线启动信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Start(void)
{/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */FDC2214_I2C_SDA_1();FDC2214_I2C_SCL_1();i2c_Delay();FDC2214_I2C_SDA_0();i2c_Delay();FDC2214_I2C_SCL_0();i2c_Delay();
}/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Start
*   功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Stop(void)
{/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */FDC2214_I2C_SDA_0();FDC2214_I2C_SCL_1();i2c_Delay();FDC2214_I2C_SDA_1();
}/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_SendByte
*   功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
*   形    参：_ucByte ： 等待发送的字节
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{uint8_t i;/* 先发送字节的高位bit7 */for (i = 0; i < 8; i++){     if (_ucByte & 0x80){FDC2214_I2C_SDA_1();}else{FDC2214_I2C_SDA_0();}i2c_Delay();FDC2214_I2C_SCL_1();i2c_Delay(); FDC2214_I2C_SCL_0();if (i == 7){FDC2214_I2C_SDA_1(); // 释放总线}_ucByte <<= 1;    /* 左移一个bit */i2c_Delay();}
}/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_ReadByte
*   功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
*   形    参：无
*   返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_ReadByte(void)
{uint8_t i;uint8_t value;/* 读到第1个bit为数据的bit7 */value = 0;for (i = 0; i < 8; i++){value <<= 1;FDC2214_I2C_SCL_1();i2c_Delay();if (FDC2214_I2C_SDA_READ()){value++;}FDC2214_I2C_SCL_0();i2c_Delay();}return value;
}/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_WaitAck
*   功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{uint8_t re;FDC2214_I2C_SDA_1();    /* CPU释放SDA总线 */i2c_Delay();FDC2214_I2C_SCL_1();    /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */i2c_Delay();if (FDC2214_I2C_SDA_READ())    /* CPU读取SDA口线状态 */{re = 1;}else{re = 0;}FDC2214_I2C_SCL_0();i2c_Delay();return re;
}/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_Ack
*   功能说明: CPU产生一个ACK信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Ack(void)
{FDC2214_I2C_SDA_0();   /* CPU驱动SDA = 0 */i2c_Delay();FDC2214_I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */i2c_Delay();FDC2214_I2C_SCL_0();i2c_Delay();FDC2214_I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
}/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_NAck
*   功能说明: CPU产生1个NACK信号
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_NAck(void)
{FDC2214_I2C_SDA_1();   /* CPU驱动SDA = 1 */i2c_Delay();FDC2214_I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */i2c_Delay();FDC2214_I2C_SCL_0();i2c_Delay();
}/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_CfgGpio
*   功能说明: 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
*   形    参：无
*   返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_CfgGpio(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(FDC2214_I2C_SCL_GPIO_CLK, ENABLE);  /* 打开GPIO时钟 */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = FDC2214_I2C_SCL_GPIO_PIN | FDC2214_I2C_SDA_GPIO_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;    /* 开漏输出 */GPIO_Init(FDC2214_I2C_SCL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);/* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */i2c_Stop();
}/*
*********************************************************************************************************
*   函 数 名: i2c_CheckDevice
*   功能说明: 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
*   形    参：_Address：设备的I2C总线地址
*   返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
{uint8_t ucAck;i2c_CfgGpio();       /* 配置GPIO */i2c_Start();        /* 发送启动信号 *//* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */i2c_SendByte(_Address | FDC2214_I2C_WR);ucAck = i2c_WaitAck();  /* 检测设备的ACK应答 */i2c_Stop();         /* 发送停止信号 */return ucAck;
}// FDC2214
/***    成功返回0，失败返回1*/
uint8_t Set_FDC2214(uint8_t reg_addr,uint8_t MSB,uint8_t LSB)
{i2c_Start();i2c_SendByte((FDC2214_ADDR << 1)|0);if(i2c_WaitAck() == 1){// 无应答i2c_Stop();printf("FDC2214无应答\n");return 1;}i2c_SendByte(reg_addr); // 写寄存器地址if(i2c_WaitAck() == 1){// 无应答i2c_Stop();printf("向FDC2214%x写入失败\n",reg_addr);return 1;}i2c_SendByte(MSB);if(i2c_WaitAck() == 1){// 无应答i2c_Stop();printf("向FDC2214%x写入高八位数据失败\n",reg_addr);return 1;}i2c_SendByte(LSB);if(i2c_WaitAck() == 1){// 无应答i2c_Stop();printf("向FDC2214%x写入低八位数据失败\n",reg_addr);return 1;}i2c_Stop();return 0;
}uint16_t FDC_Read(uint8_t reg_addr)
{uint16_t recData;i2c_Start();i2c_SendByte((FDC2214_ADDR << 1)|0);if(i2c_WaitAck() == 1){// 无应答i2c_Stop();printf("FDC2214无应答\n");return 1;}i2c_SendByte(reg_addr);if(i2c_WaitAck() == 1){// 无应答i2c_Stop();printf("向FDC2214%x写入失败\n",reg_addr);return 1;}i2c_Start();i2c_SendByte((FDC2214_ADDR << 1)|1);if(i2c_WaitAck() == 1){// 无应答i2c_Stop();printf("FDC2214读取失败\n",reg_addr);return 1;}recData = i2c_ReadByte() << 8;i2c_Ack();recData |= i2c_ReadByte();i2c_NAck;i2c_Stop();return recData;
}
/*** 得到通道x转换后的数据* CHx:  0 -> CH0*       1 -> CH1*       2 -> CH2*       3 -> CH3* 返回值:读到的数据*/uint32_t FDC_ReadCH(uint8_t CHx)
{uint32_t result;switch(CHx){case 0:result = FDC_Read(DATA_CH0) & 0X0FFF;result = (result << 16) | (FDC_Read(DATA_LSB_CH0));break;case 1:result = FDC_Read(DATA_CH1) & 0X0FFF;result = (result << 16) | (FDC_Read(DATA_LSB_CH1));break;case 2:result = FDC_Read(DATA_CH2) & 0X0FFF;result = (result << 16) | (FDC_Read(DATA_LSB_CH2));break;case 3:result = FDC_Read(DATA_CH3) & 0X0FFF;result = (result << 16) | (FDC_Read(DATA_LSB_CH3));break;   default:break;}result = result & 0x0FFFFFFF;return result;
}
uint8_t FDC2214_Init(void)
{uint16_t id;i2c_CfgGpio();id = FDC_Read(MANUFACTURER_ID);if(id == 0x5449){/* 设置转换时间 (RCOUNT_CH0 * 16)/40M 约为3.3ms */Set_FDC2214(RCOUNT_CH0,0x18,0x6A);//  0x2089(三个通道使用)Set_FDC2214(RCOUNT_CH1,0x18,0x6A);Set_FDC2214(RCOUNT_CH2,0x18,0x6A);Set_FDC2214(RCOUNT_CH3,0x18,0x6A);/* 设置转换之前的稳定时间 T=(SETTLECOUNT_CHx*16)/40M, 大约4us */Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH0,0x00,0x0A);Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH1,0x00,0x0A);Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH2,0x00,0x0A);Set_FDC2214(SETTLECOUNT_CH3,0x00,0x0A);/*通道频率选择 测试时板载采用的是单端输入 故设置为0x2001 差分输入为0x1001,不分频*/Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH0,0x20,0x01);Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH1,0x10,0x01);Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH2,0x10,0x01);Set_FDC2214(CLOCK_DIVIDERS_C_CH3,0x10,0x01);Set_FDC2214(ERROR_CONFIG,0x00,0x00);Set_FDC2214(MUX_CONFIG,0xC2,0x0D);Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH0,0x78,0x00);Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH1,0x78,0x00);Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH2,0x78,0x00);Set_FDC2214(DRIVE_CURRENT_CH3,0x78,0x00);/* 使能FDC2214取外部时钟为参考 */Set_FDC2214(CONFIG,0x16,0x01);}elsereturn 1;return 0;
}

接下来是头文件

#include "stm32f10x.h"
#include "bsp_usart1.h"#define FDC2214_I2C_WR 0       /* 写控制bit */
#define FDC2214_I2C_RD  1       /* 读控制bit */#define FDC2214_I2C_SCL_1()  GPIO_SetBits(FDC2214_I2C_SCL_GPIO_PORT, FDC2214_I2C_SCL_GPIO_PIN)      /* SCL = 1 */
#define FDC2214_I2C_SCL_0()  GPIO_ResetBits(FDC2214_I2C_SCL_GPIO_PORT, FDC2214_I2C_SCL_GPIO_PIN)        /* SCL = 0 */#define FDC2214_I2C_SDA_1()  GPIO_SetBits(FDC2214_I2C_SDA_GPIO_PORT, FDC2214_I2C_SDA_GPIO_PIN)        /* SDA = 1 */
#define FDC2214_I2C_SDA_0()  GPIO_ResetBits(FDC2214_I2C_SDA_GPIO_PORT, FDC2214_I2C_SDA_GPIO_PIN)        /* SDA = 0 */#define FDC2214_I2C_SDA_READ()  GPIO_ReadInputDataBit(FDC2214_I2C_SDA_GPIO_PORT, FDC2214_I2C_SDA_GPIO_PIN)    /* 读SDA口线状态 *//* FDC2214设备地址 */
#define FDC2214_ADDR                    0x2A/* I2C地址 */
#define I2C_OWN_ADDR                    0x0A/* I2C定义 */
#define FDC2214_I2C                     I2C1
#define FDC2214_I2C_CLK                 RCC_APB1Periph_I2C1
#define FDC2214_I2C_BAUDRATE            400000/* I2C引脚定义 */
#define FDC2214_I2C_SCL_GPIO_PORT       GPIOB
#define FDC2214_I2C_SCL_GPIO_PIN        GPIO_Pin_6
#define FDC2214_I2C_SCL_GPIO_CLK        RCC_APB2Periph_GPIOB#define FDC2214_I2C_SDA_GPIO_PORT       GPIOB
#define FDC2214_I2C_SDA_GPIO_PIN        GPIO_Pin_7
#define FDC2214_I2C_SDA_GPIO_CLK        RCC_APB2Periph_GPIOB/*等待超时时间*/
#define I2C_FLAG_TIMEOUT                ((uint32_t)0x1000)/* FDC2214寄存器地址 */
#define DATA_CH0                        0x00        //数据寄存器
#define DATA_LSB_CH0                    0x01
#define DATA_CH1                        0x02
#define DATA_LSB_CH1                    0x03
#define DATA_CH2                        0x04
#define DATA_LSB_CH2                    0x05
#define DATA_CH3                        0x06
#define DATA_LSB_CH3                    0x07#define RCOUNT_CH0                      0x08        //计数转换间隔
#define RCOUNT_CH1                      0x09
#define RCOUNT_CH2                      0x0A
#define RCOUNT_CH3                      0x0B#define OFFSET_CH0                      0x0C      //转换偏移
#define OFFSET_CH1                      0x0D
#define OFFSET_CH2                      0x0E
#define OFFSET_CH3                      0x0F#define SETTLECOUNT_CH0                 0x10        //设定转换开始前稳定时间
#define SETTLECOUNT_CH1                 0x11
#define SETTLECOUNT_CH2                 0x12
#define SETTLECOUNT_CH3                 0x13        #define CLOCK_DIVIDERS_C_CH0            0x14    //通道0-3的频率选择
#define CLOCK_DIVIDERS_C_CH1            0x15
#define CLOCK_DIVIDERS_C_CH2            0x16
#define CLOCK_DIVIDERS_C_CH3            0x17#define STATUS                          0x18    //设备状态报告。读取该寄存器的值，获取错误信息#define ERROR_CONFIG                     0x19        //设备状态报告配置。使用默认值0x0000来配置0x19，默认情况下，不允许中断启用。#define CONFIG                            0x1A    //转换配置#define MUX_CONFIG                        0x1B        //信道复用配置(开启多通道自动扫描)#define RESET_DEV                        0x1C        //复位#define DRIVE_CURRENT_CH0               0x1E    //电流驱动 0x7800(0.146mA)此值更合适。
#define DRIVE_CURRENT_CH1               0x1F
#define DRIVE_CURRENT_CH2               0x20
#define DRIVE_CURRENT_CH3               0x21#define MANUFACTURER_ID                 0x7E    //读取值：0x5449
#define DEVICE_ID                       0x7F    //读取值：0x3055