STM32-軟件模擬I2C

一、SCL和SDA引腳說明

　　I2C的兩個引腳（SCL引腳和SDA引腳）需要既能輸出又能輸入，為了避免復雜的配置操作需要把該引腳配置為開漏輸出模式，該模式的說明如下圖所示：

 

 　　當單片機的SDA引腳配置為低電平時，SDA線被拉低；當單片機的SDA引腳配置為高電平時，引腳端口為高阻態，SDA線通過上拉電阻被VCC拉高。因此一定要注意在進行I2C通訊時確保SDA線和SCL線外接上拉電阻。

三、代碼實現

　　1、I2C軟件延時

/**
 * @brief 模擬I2C延時
 * @retval none
 * @author Mr.W
 * @date 2020-10-12
 */
static void analog_i2c_delay(void)
{
    volatile uint8_t i;

    for (i = 0; i < 10; i++);
}

 

　　2、I2C引腳初始化

/**
 * @brief 軟件模擬I2C初始化
 * @retval none
 * @author Mr.W
 * @date 2020-10-12
 */
void bsp_analog_i2c_init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pins : PB6 PB7 */
    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_7;
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
    bsp_analog_i2c_stop();
}

　　3、I2C開始

/**
 * @brief I2C 開始,SCL為高電平的時候SDA產生一個下降沿信號
 * @retval none
 * @author Mr.W
 * @date 2020-10-12
 */
void bsp_analog_i2c_start(void)
{
    /*    _____
     *SDA      \_____________
     *    __________
     *SCL           \________
     */
    i2c_sda_high();
    i2c_scl_high();
    analog_i2c_delay();
    i2c_sda_low();
    analog_i2c_delay();
    i2c_scl_low();
    analog_i2c_delay();
}

　　4、I2C停止

/**
 * @brief I2C 停止,SCL為高電平的時候SDA產生一個上升沿信號
 * @retval none
 * @author Mr.W
 * @date 2020-10-12
 */
void bsp_analog_i2c_stop(void)
{
    /*               _______
     *SDA __________/
     *          ____________
     *SCL _____/
     */
    i2c_sda_low();
    i2c_scl_high();
    analog_i2c_delay();
    i2c_sda_high();
    analog_i2c_delay();
}

　　5、I2C等待響應

/**
 * @brief I2C 等待響應
 * @retval none
 * @author Mr.W
 * @date 2020-10-12
 */
uint8_t bsp_analog_i2c_wait_ack(void)
{
    uint32_t timeout = 0;

    i2c_sda_high();
    analog_i2c_delay();
    i2c_scl_high();
    analog_i2c_delay();
    while(i2c_read_sda())
    {
        timeout++;
        if(timeout > 2000)
        {
            return 0;
        }
    }
    i2c_scl_low();
    analog_i2c_delay();
    return 1;
}

　　6、I2C響應

/**
 * @brief I2C 響應
 * @retval none
 * @author Mr.W
 * @date 2020-10-12
 */
void bsp_analog_i2c_ack(void)
{
    /*           ____
     *SCL ______/    \______
     *    ____         _____
     *SDA     \_______/
     */
    i2c_sda_low();
    analog_i2c_delay();
    i2c_scl_high();
    analog_i2c_delay();
    i2c_scl_low();
    analog_i2c_delay();
    i2c_sda_high();
}

　　7、I2C不響應

/**
 * @brief I2C 不響應
 * @retval none
 * @author Mr.W
 * @date 2020-10-12
 */
void bsp_analog_i2c_nack(void)
{
    /*           ____
     *SCL ______/    \______
     *    __________________
     *SDA
     */
    i2c_sda_high();
    analog_i2c_delay();
    i2c_scl_high();
    analog_i2c_delay();
    i2c_scl_low();
    analog_i2c_delay();
}

　　8、I2C發送一個字節數據

/**
 * @brief I2C 發送一個字節數據
 * @retval none
 * @author Mr.W
 * @date 2020-10-12
 */
void bsp_analog_i2c_send_byte(uint8_t data)
{
    uint8_t i;

    for(i = 0; i < 8; i++)
    {
        if(data & 0x80)
        {
           i2c_sda_high();
        }
        else
        {
            i2c_sda_low();
        }

        analog_i2c_delay();
        i2c_scl_high();
        analog_i2c_delay();
        i2c_scl_low();
        if(i == 7)
        {
            i2c_sda_high();
        }
        data <<= 1;
        analog_i2c_delay();
    }
}

 

　　9、I2C接收一個字節數據

/**
 * @brief I2C 讀一個字節數據
 * @retval none
 * @author Mr.W
 * @date 2020-10-12
 */
uint8_t bsp_analog_i2c_read_byte(void)
{
    uint8_t i, data = 0;

    for(i = 0; i < 8; i++ )
    {
        data <<= 1;
        i2c_scl_high();
        analog_i2c_delay();
        if(i2c_read_sda())
        {
            data++;
        }
        i2c_scl_low();
        analog_i2c_delay();
    }

    return data;
}

 

#endif