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第二十七章 AT32F403A基于V2库 io模拟iic读写AT24C04_at32 模拟iic

作者：IT小白 | 2024-04-17 04:41:04

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at32 模拟iic

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概述

硬件

IIC

AT24C02

初始化    

初始化代码   

驱动代码

测试

最后

概述

         本文主要是使用AT32F403A开发板，基于V2库实现通过io模拟iic读写AT24C04功能。

         串口工具使用的Atlink-ez自带的串口功能。

         工程建立、调试工具配置在前面章节有详细介绍。

硬件

        硬件方面使用的是参考官方AT32F437 SURF 板子而设计的一个AT32F403A开发板，板子上的芯片是AT32F403AVGT7的型号，开发板上面还板载了一个atlink-ez的仿真器，atlink-ez除了可以在线仿真和下载之外还有一个串口的功能，硬件上是通过跳线帽接到了MCU的串口1，pa9/10上面。

         如下图是开发板pcb图，以及硬件资源。（左边上角的就是atlink-ez，用usb线接到pc即可）：


        实物图如下：

        本章是使用io模拟iic通信，读写24c02，相关原理图如下：

IIC

         IIC是很常用的一种串行总线协议，总线上可挂设多个主从机。 IIC使用两条线在主控制器和从机之间进行数据通信。一条是SCL(串行时间线)，另一条是SDA(串行数据线)，这两条数据线需要上拉电阻，总线空闲的时候SCL和SDA处于高电平。

         IIC是支持多从机的，也就是一个IIC控制器下可以挂多个IIC从设备，这些不同的IIC从设备有不同的器件地址，这样IIC主控制器就可以通过IIC设备的器件地址访问指定的IIC设备。具体的协议时钟等可网上查找相关资料。

AT24C02

         AT24C02是一颗2Kb的存储芯片，也就是容量大小为256字节。地址是1010xxxx,低四位里面的高三位是由硬件的A0/1/2来决定的，拉高时为1，拉低为0，最低位就是读写位，0为写，1为读。

初始化    

         本文使用的是AT32F403A的PB14和PB15来模拟IIC的时序，设置IO为复用开漏输出模式。

         由于AT24C02的三个地址硬件上都是拉到地，所以地址为0xA0。

         驱动软件部分就是通过对IO的拉高拉低，以及读取值等操作，实现iic的时序，包括开始时序，停止时序，ack、no ack、等待ack，发送时序，接收时序等，想要了解的可去看源码，同时此驱动代码是从雅特力官网获取的然后修改io部分。

        IO宏定义如下：  （使用不同的io的时候，直接修改为对应的IO即可。）  

         

初始化代码   

  1. /** 
  2.   * @brief  i2c gpio initialization.
  3.   * @param  none.
  4.   * @retval none.
  5.   */
  6. void i2c_config(void)
  7. {
  8.   gpio_init_type gpio_initstructure;
  9.   
  10.   /* i2c gpio clock enable */ 
  11.   crm_periph_clock_enable(I2Cx_SCL_GPIO_CLK, TRUE);
  12.   crm_periph_clock_enable(I2Cx_SDA_GPIO_CLK, TRUE);
  13.   
  14.   I2C_SDA_HIGH();
  15.   
  16.   I2C_SCL_HIGH();
  17.   
  18.   /* gpio configuration */  
  19.   gpio_initstructure.gpio_out_type       = GPIO_OUTPUT_OPEN_DRAIN;  
  20.   gpio_initstructure.gpio_pull           = GPIO_PULL_UP;  
  21.   gpio_initstructure.gpio_mode           = GPIO_MODE_OUTPUT;  
  22.   gpio_initstructure.gpio_drive_strength = GPIO_DRIVE_STRENGTH_MODERATE;
  23.  
  24.   /* configure i2c pins: scl */    
  25.   gpio_initstructure.gpio_pins = I2Cx_SCL_PIN;
  26.   gpio_init(I2Cx_SCL_GPIO_PORT, &gpio_initstructure);
  27.  
  28.   /* configure i2c pins: sda */     
  29.   gpio_initstructure.gpio_pins = I2Cx_SDA_PIN;
  30.   gpio_init(I2Cx_SDA_GPIO_PORT, &gpio_initstructure);
  31. }

驱动代码

  1. /** 
  2.   * @brief  used to set the i2c clock frequency.
  3.   * @param  none.
  4.   * @retval none.
  5.   */
  6. void i2c_delay(void)
  7. {
  8.   delay_us(5);
  9. }
  10.  
  11. /** 
  12.   * @brief  used to generate start conditions.
  13.   * @param  none.
  14.   * @retval none.
  15.   */
  16. void i2c_start(void)
  17. {
  18.   i2c_delay();
  19.   
  20.   I2C_SDA_HIGH();
  21.   I2C_SCL_HIGH();
  22.   i2c_delay();
  23.   
  24.   I2C_SDA_LOW();
  25.   i2c_delay();
  26.   
  27.   I2C_SCL_LOW();
  28. }
  29.  
  30. /** 
  31.   * @brief  used to generate stop conditions.
  32.   * @param  none.
  33.   * @retval none.
  34.   */
  35. void i2c_stop(void)
  36. {
  37.   I2C_SCL_LOW();
  38.   I2C_SDA_LOW();  
  39.   i2c_delay();
  40.   
  41.   I2C_SCL_HIGH();
  42.   i2c_delay();
  43.   
  44.   I2C_SDA_HIGH();
  45.   i2c_delay();
  46. }
  47.  
  48. /** 
  49.   * @brief  used to generate ack conditions.
  50.   * @param  none.
  51.   * @retval none.
  52.   */
  53. void i2c_ack(void)
  54. {
  55.   I2C_SCL_LOW();
  56.   I2C_SDA_LOW();
  57.   i2c_delay();
  58.   
  59.   I2C_SCL_HIGH();
  60.   i2c_delay();
  61.   
  62.   I2C_SCL_LOW();
  63. }
  64.  
  65. /** 
  66.   * @brief  used to generate nack conditions.
  67.   * @param  none.
  68.   * @retval none.
  69.   */
  70. void i2c_no_ack(void)
  71. {
  72.   I2C_SCL_LOW();
  73.   I2C_SDA_HIGH();
  74.   i2c_delay();
  75.   
  76.   I2C_SCL_HIGH();
  77.   i2c_delay();
  78.   
  79.   I2C_SCL_LOW();
  80. }
  81.  
  82. /** 
  83.   * @brief  used to wait ack conditions.
  84.   * @param  none.
  85.   * @retval ack receive status.
  86.   *         - 1: no ack received.
  87.   *         - 0: ack received.
  88.   */
  89. uint8_t i2c_wait_ack(uint8_t timeout)
  90. {
  91.   I2C_SCL_LOW();
  92.   I2C_SDA_HIGH();  
  93.   
  94.   i2c_delay();
  95.   
  96.   while(timeout)
  97.   {
  98.     if (I2C_SDA_READ() == 0)
  99.     {
  100.       I2C_SCL_HIGH(); 
  101.       
  102.       i2c_delay(); 
  103.       
  104.       I2C_SCL_LOW();
  105.       
  106.       return 0;
  107.     }
  108.     
  109.     i2c_delay();
  110.     
  111.     timeout--;
  112.   }  
  113.  
  114.   I2C_SCL_HIGH(); 
  115.   i2c_delay();      
  116.  
  117.   I2C_SCL_LOW();
  118.   
  119.   i2c_delay();  
  120.   
  121.   return 1;
  122. }
  123.  
  124. /** 
  125.   * @brief  send a byte.
  126.   * @param  data: byte to be transmitted.
  127.   * @retval none.
  128.   */
  129. void i2c_send_byte(uint8_t data)
  130. {
  131.   uint8_t i = 8;
  132.   
  133.   while (i--)
  134.   {
  135.     I2C_SCL_LOW();
  136.     
  137.     if (data & 0x80)
  138.     {
  139.       I2C_SDA_HIGH();    
  140.     }
  141.     else
  142.     {
  143.       I2C_SDA_LOW();    
  144.     }    
  145.     
  146.     i2c_delay();
  147.  
  148.     data <<= 1;
  149.     
  150.     I2C_SCL_HIGH();
  151.     i2c_delay();
  152.   }
  153.   
  154.   I2C_SCL_LOW();
  155.   I2C_SDA_HIGH();    
  156. }
  157.  
  158. /** 
  159.   * @brief  receive a byte.
  160.   * @param  data: byte to be received.
  161.   * @retval none.
  162.   */
  163. uint8_t i2c_receive_byte(void)
  164. {
  165.   uint8_t i = 8;
  166.   uint8_t byte = 0;
  167.  
  168.   I2C_SDA_HIGH();
  169.   
  170.   while (i--) 
  171.   {
  172.     byte <<= 1;
  173.     
  174.     I2C_SCL_LOW();
  175.     i2c_delay();
  176.     
  177.     I2C_SCL_HIGH();
  178.     i2c_delay();
  179.     
  180.     if (I2C_SDA_READ()) 
  181.     {
  182.       byte |= 0x01;
  183.     }
  184.   }
  185.   
  186.   I2C_SCL_LOW();
  187.   
  188.   return byte;
  189. }

测试

         测试代码

         通过写入一段数据后，再读出来进行对比，其中0xA0就是24c02的设备地址。

   

         测试结果

         对比数据成功通过，测试ok。

最后

         有问题的可以加QQ群技术交流，同时相关代码上传到QQ群中。

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