【嵌入式学习】ARM day04.17

一、主要逻辑

写入数据：

主机发送起始信号
主机发送8bit从机地址+1bit写标志（0）
从机回应应答信号
主机发送8bit从机的寄存器地址
从机回应应答信号
主机发送8bit数据
从机回应应答
主机发送8bit数据
从机回应应答
主机发起终止信号

读取数据：

主机发起起始信号
主机发送7bit从机地址+1bit写标志
从机回应应答信号
主机发起一个重复的起始信号
主机发送7bit从机地址+1bit读标志
从机回应应答信号
从机发送8bit数据
主机回应应答信号
从机发送8bit数据
主机回应非应答信号
主机发起终止信号

二、实现温湿度传感器代码

main.c

#include "si7006.h"int main(){//si7006初始化i2c_init();si7006_init();unsigned short hum;short tem;while(1){//读取温度和湿度hum=si7006_read_hum();tem=si7006_read_tem();//计算温湿度数据hum=(hum*125)/65536-6;tem=(tem*175.72)/65536-46.85;printf("hum:%d\n",hum);printf("tem:%d\n",tem);delay_ms(1000);}return 0;}

iic.c

#include "iic.h"extern void printf(const char* fmt, ...);
/** 函数名 ： delay_us* 函数功能：延时函数* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void delay_us(void)
{unsigned int i = 2000;while(i--);
}
/** 函数名 ： i2c_init* 函数功能： i2C总线引脚的初始化， 通用输出，推挽输出，输出速度，* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void i2c_init(void)
{// 使能GPIOF端口的时钟RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1 << 5);// 设置PF14，PF15引脚为通用的输出功能GPIOF->MODER &= (~(0xF << 28));GPIOF->MODER |= (0x5 << 28);// 设置PF14, PF15引脚为推挽输出GPIOF->OTYPER &= (~(0x3 << 14));// 设置PF14, PF15引脚为高速输出GPIOF->OSPEEDR |= (0xF << 28);// 设置PF14, PF15引脚的禁止上拉和下拉GPIOF->PUPDR &= (~(0xF << 28));// 空闲状态SDA和SCL拉高 I2C_SCL_H;I2C_SDA_H;
}/** 函数名：i2c_start* 函数功能：模拟i2c开始信号的时序* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void i2c_start(void)
{/** 开始信号：时钟在高电平期间，数据线从高到低的变化*     --------* SCL         \*              --------*     ----* SDA     \*          --------* */   //确保SDA是输出状态 PF15输出SET_SDA_OUT;// 空闲状态SDA和SCL拉高 I2C_SCL_H;I2C_SDA_H;delay_us();//延时等待一段时间I2C_SDA_L;//数据线拉低delay_us();//延时等待一段时间I2C_SCL_L;//时钟线拉低，让总线处于占用状态
}/** 函数名：i2c_stop* 函数功能：模拟i2c停止信号的时序* 函数参数：无* 函数返回值：无* */void i2c_stop(void)
{/** 停止信号 ： 时钟在高电平期间，数据线从低到高的变化 *             ----------* SCL        /*    --------*    ---         -------* SDA   X       /*    --- -------* *///确保SDA是输出状态 PF15输出SET_SDA_OUT;//时钟线拉低I2C_SCL_L;delay_us();//延时等待一段时间I2C_SDA_L;//数据线拉低delay_us();//延时等待一段时间//时钟线拉高I2C_SCL_H;delay_us();//延时等待一段时间I2C_SDA_H;//数据线拉高}/** 函数名： i2c_write_byte* 函数功能：主机向i2c总线上的从设备写8bits数据* 函数参数：dat : 等待发送的字节数据* 函数返回值： 无* */void i2c_write_byte(unsigned char dat)
{  /** 数据信号：时钟在低电平期间，发送器向数据线上写入数据*          时钟在高电平期间，接收器从数据线上读取数据 *      ----          --------*  SCL     \        /        \*           --------          --------*      -------- ------------------ ---*  SDA         X                  X*      -------- ------------------ ---**      先发送高位在发送低位 * *///确保SDA是输出状态 PF15输出SET_SDA_OUT;unsigned int i;for(i=0;i<8;i++){//时钟线拉低I2C_SCL_L;delay_us();//延时//0X3A->0011 1010   0X80->10000000if(dat&0X80)//最高位为1{//发送1I2C_SDA_H;}else  //最高位为0{I2C_SDA_L;//发送0}delay_us();//延时//时钟线拉高，接收器接收I2C_SCL_H;delay_us();//延时,用于等待接收器接收数据delay_us();//延时//将数据左移一位，让原来第6位变为第7位dat = dat<<1;}}/** 函数名：i2c_read_byte* 函数功能： 主机从i2c总线上的从设备读8bits数据, *          主机发送一个应答或者非应答信号* 函数参数： 0 ： 应答信号   1 ： 非应答信号* 函数返回值：读到的有效数据** */
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack)
{/** 数据信号：时钟在低电平期间，发送器向数据线上写入数据*          时钟在高电平期间，接收器从数据线上读取数据 *      ----          --------*  SCL     \        /        \*           --------          --------*      -------- ------------------ ---*  SDA         X                  X*      -------- ------------------ ---**      先接收高位， 在接收低位 * */unsigned int i;unsigned char dat;//保存接受的数据//将数据线设置为输入SET_SDA_IN;for(i=0;i<8;i++){//先把时钟线拉低，等一段时间，保证发送器发送完毕数据I2C_SCL_L;delay_us();delay_us();//保证发送器发送完数据//时钟线拉高，读取数据I2C_SCL_H;delay_us();dat=dat<<1;//数值左移 一定要先左移在赋值，不然数据会溢出if(I2C_SDA_READ)//pf15管脚得到了一个高电平输入{dat |=1; //0000 0110}else{dat &=(~0X1);}delay_us();}if(ack){i2c_nack();//发送非应答信号，不再接收下一次数据}else{i2c_ack();//发送应答信号 }return dat;//将读取到的数据返回
}
/** 函数名： i2c_wait_ack* 函数功能： 主机作为发送器时，等待接收器返回的应答信号* 函数参数：无* 函数返回值：*                  0：接收到的应答信号*                  1：接收到的非应答信号* */
unsigned char i2c_wait_ack(void)
{/** 主机发送一个字节之后，从机给主机返回一个应答信号**                   -----------* SCL              /   M:读    \*     -------------             --------*     --- ---- --------------------* SDA    X    X*     ---      --------------------*     主  释   从机    主机*     机  放   向数据  读数据线*         总   线写    上的数据*         线   数据* */   //时钟线拉低，接收器可以发送信号I2C_SCL_L;I2C_SDA_H;//先把数据线拉高，当接收器回应应答信号时，数据线会拉低delay_us();SET_SDA_IN;//设置数据线为输入delay_us();//等待从机响应delay_us();I2C_SCL_H;//用于读取数据线数据if(I2C_SDA_READ)//PF15得到一个高电平输入，收到非应答信号return 1;I2C_SCL_L;//时钟线拉低，让数据线处于占用状态return 0;} 
/** 函数名： iic_ack* 函数功能： 主机作为接收器时，给发送器发送应答信号* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void i2c_ack(void)
{/*            --------* SCL       /        \*    -------          ------*    ---* SDA   X *    --- -------------* *///保证数据线是输出SET_SDA_OUT;I2C_SCL_L;//拉低时钟线delay_us();I2C_SDA_L;//数据线拉低，表示应答信号delay_us();I2C_SCL_H;//时钟线拉高，等待发送器读取应答信号delay_us();//让从机读取我们当前的回应delay_us();I2C_SCL_L;//数据线处于占用状态，发送器发送下一次数据}
/** 函数名： iic_nack* 函数功能： 主机作为接收器时，给发送器发送非应答信号* 函数参数：无* 函数返回值：无* */
void i2c_nack(void)
{/*            --------* SCL       /        \*    -------          ------*    --- ---------------* SDA   X *    --- * */   //保证数据线是输出SET_SDA_OUT;I2C_SCL_L;//拉低时钟线delay_us();I2C_SDA_H;//数据线拉高，表示非应答信号delay_us();I2C_SCL_H;//时钟线拉高，等待发送器读取应答信号delay_us();delay_us();I2C_SCL_L;//数据线处于占用状态，发送器发送下一次数据
}

iic.h

#ifndef __IIC_H__
#define __IIC_H__
#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.h"/* 通过程序模拟实现I2C总线的时序和协议* GPIOF ---> AHB4* I2C1_SCL ---> PF14* I2C1_SDA ---> PF15** */#define SET_SDA_OUT     do{GPIOF->MODER &= (~(0x3 << 30)); \GPIOF->MODER |= (0x1 << 30);}while(0)#define SET_SDA_IN      do{GPIOF->MODER &= (~(0x3 << 30));}while(0)#define I2C_SCL_H       do{GPIOF->BSRR |= (0x1 << 14);}while(0)
#define I2C_SCL_L       do{GPIOF->BRR |= (0x1 << 14);}while(0)#define I2C_SDA_H       do{GPIOF->BSRR |= (0x1 << 15);}while(0)
#define I2C_SDA_L       do{GPIOF->BRR |= (0x1 << 15);}while(0)#define I2C_SDA_READ    (GPIOF->IDR & (0x1 << 15))void delay_us(void);//微秒延时
void delay(int ms);
void i2c_init(void);//初始化
void i2c_start(void);//起始信号
void i2c_stop(void);//终止信号
void i2c_write_byte(unsigned char  dat);//写一个字节数据
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack);//读取一个字节数据
unsigned char i2c_wait_ack(void);       //等待应答信号
void i2c_ack(void);//发送应答信号
void i2c_nack(void);//发送非应答信号#endif

si7006.c

#include "si7006.h"//手动封装延时函数
void delay_ms(int ms)
{int i,j;for(i=0;i<ms;i++){for(j=0;j<2000;j++){} }
}void si7006_init()
{//1.发起起始信号i2c_start();//2.发送7bit从机地址和写标志位   0X80i2c_write_byte(0x80);//3.等待从机应答if(i2c_wait_ack()!=0){return;}//4.发送寄存器地址 0XE6i2c_write_byte(0xE6);//5.等待从机应答if(i2c_wait_ack()!=0){return;}//6.向从机发送数据  0X3Ai2c_write_byte(0x3A);//7.等待从机应答if(i2c_wait_ack()!=0){return;}//8.发送终止信号i2c_stop();
}unsigned short si7006_read_hum()
{unsigned char hum_l,hum_h;unsigned short hum;//1.主机发起起始信号i2c_start();//2.发送7bit从机地址和写标志位   0X80i2c_write_byte(0x80);//3.等待从机应答if(i2c_wait_ack()!=0){return 0;}//4.发送寄存器地址 0XE5 //湿度寄存器i2c_write_byte(0xE5);//5.等待从机应答if(i2c_wait_ack()!=0){return 0;}//6.主机发起重复起始信号i2c_start();//7.主机发送7bit从机地址+1bit 读  0X81i2c_write_byte(0x81);//8.等待从机应答if(i2c_wait_ack()!=0){return 0;}//9.延时等待从机测量数据delay_ms(10);//10.读取湿度的高8bit数据  hum_h// 11.发送应答信号hum_h= i2c_read_byte(0);// 12.读取湿度的低8位数据  hum_l//  13.发送非应答信号hum_l= i2c_read_byte(1);//   14.发起终止信号i2c_stop();//   15.将读取到的数据的低8位和高8bit合成一个完整的数据hum=hum_h<<8|hum_l;return hum;
}short si7006_read_tem()
{char tem_l,tem_h;short tem;//1.主机发起起始信号i2c_start();//2.发送7bit从机地址和写标志位   0X80i2c_write_byte(0x80);//3.等待从机应答if(i2c_wait_ack()!=0){return 0;}//4.发送寄存器地址 0XE3 //温度寄存器i2c_write_byte(0xE3);//5.等待从机应答if(i2c_wait_ack()!=0){return 0;}//6.主机发起重复起始信号i2c_start();//7.主机发送7bit从机地址+1bit 读  0X81i2c_write_byte(0x81);//8.等待从机应答if(i2c_wait_ack()!=0){return 0;}//9.延时等待从机测量数据delay_ms(10);//10.读取湿度的高8bit数据  hum_h// 11.发送应答信号tem_h= i2c_read_byte(0);// 12.读取湿度的低8位数据  hum_l//  13.发送非应答信号tem_l= i2c_read_byte(1);//   14.发起终止信号i2c_stop();//   15.将读取到的数据的低8位和高8bit合成一个完整的数据tem=tem_h<<8|tem_l;return tem;
}

si7006.h

#ifndef __SI7006_H__
#define  __SI7006_H__#include "iic.h"
void delay_ms(int ms);
void si7006_init();
unsigned short si7006_read_hum();
short si7006_read_tem();#endif