GPIO软件模拟IIC时序

一、MPU6050中的IIC时序

1.1 START和STOP

SDA和SCL在高电平时，SDA拉低表示START。SCL拉低，表示可以传输数据。
SDA和SCL在低电平时，SDA拉高表示STOP。 SCL拉高，表示传输数据结束。

 /******************************************
 *函数原型： void IIC_Start(void)
 *功能： 产生IIC起始信号
 ******************************************/
 void IIC_Start(void)
 {
     SDA_OUT();
     IIC_SDA=1;
     IIC_SCL=1;
     delay_us(4);
     IIC_SDA=0; //START:when CLK is high,SDA change from hig to low
     delay_us(4);
     IIC_SCL=0; //Ready Transmit or Receive
 }

 /******************************************
 *函数原型： void IIC_Start(void)
 *功能： 产生IIC结束信号
 ******************************************/
 void IIC_Stop(void)
 {
     SDA_OUT();
     IIC_SDA=0;
     IIC_SCL=0;
     delay_us(4);
     IIC_SDA=1; //STOP:when CLK is low,SDA change from low to high
     IIC_SCL=1; //发送I2C总线结束信号
     delay_us(4);
 }

一些的宏定义：

 #define BITBAND(addr, bitnum) ((addr & 0xF0000000)+0x2000000+((addr &0xFFFFF)<<5)+(bitnum<<2))
 #define MEM_ADDR(addr) *((volatile unsigned long *)(addr))
 #define BIT_ADDR(addr, bitnum) MEM_ADDR(BITBAND(addr, bitnum))

 #define GPIOB_ODR_Addr (GPIOB_BASE+12)
 #define GPIOB_IDR_Addr (GPIOB_BASE+8)


 #define PBout(n) BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出
 #define PBin(n) BIT_ADDR(GPIOB_IDR_Addr,n) //输入

 //驱动接口，GPIO模拟IIC
 //PB7->I2C_SDA
 //PB6->I2C_SCL
 #define SDA_IN() {GPIOB->CRL&=0x0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=0x80000000;} //上拉输入
 #define SDA_OUT() {GPIOB->CRL&=0x0FFFFFFF;GPIOB->CRL|=0x30000000;} //通用推挽输出，不用硬件IIC


 //IO操作函数
 #define IIC_SCL PBout(6)
 #define IIC_SDA PBout(7)
 #define READ_SDA PBin(7)

1.2 ACK和NACK时序图

在START信号后，读取8位的数据，STM32需要对MPU6050发出响应以同步。
第九个SCL时，SCL从低电平变成高电平后，SDA如果是低电平则是ACK，如果是高电平则是NACK。

 /******************************************
 *函数原型： void IIC_Wait_Ack(void)
 *功能： 等待应答信号到来
 *输出； 1，接收应答失败
        0，接收应答成功
 ******************************************/
 u8 IIC_Wait_Ack(void)
 {
     u8 ucErrTime = 0;
     SDA_IN();
     IIC_SDA=1;
     delay_us(1);
     IIC_SCL=1;
     delay_us(1);
     while(IIC_SDA) //最多等待50us
     {
         ucErrTime++;
         if(ucErrTime>50)
         {
             IIC_Stop();
             return 1;
         }
         delay_us(1);
     }
     IIC_SCL=0; //时钟输出0
     return 0;
 }

 /******************************************
 *函数原型： void IIC_Ack(void)
 *功能： 产生ACK应答信号SDA=0
 ******************************************/
 void IIC_Ack(void)
 {
     IIC_SCL=0;
     SDA_OUT();
     IIC_SDA=0;
     delay_us(1);
     IIC_SCL=1;
     delay_us(1);
     IIC_SCL=0;
 }

 /******************************************
 *函数原型： void IIC_Ack(void)
 *功能： 产生ACK应答信号SDA=0
 ******************************************/
 void IIC_NAck(void)
 {
     IIC_SCL=0;
     SDA_OUT();
     IIC_SDA=1;
     delay_us(1);
     IIC_SCL=1;
     delay_us(1);
     IIC_SCL=0;
 }

1.3 MPU6050写入时序



写时序的步骤：START+（MPU6050地址+W）+等待ACK+寄存器地址+等待ACK+写入的数据 +等待ACK+STOP。
读时序的步骤： START+（MPU6050 地址+W）+等待ACK+寄存器地址+START+读取数据+ACK响应+STOP。

 /****************************************************
 *函数原型： u8 IICwriteBytes(u8 dev, u8 reg, u8 length, u8 *data)
 *功能： 将多个字节写入指定设备 指定寄存器
 *输入： dev 目标设备地址
 * reg 寄存器地址
 * length 要写的字节数
 * *data 将要写的数据的首地址
 *返回： 返回是否成功，1成功
 ****************************************************/
 u8 IICwriteBytes(u8 dev, u8 reg, u8 length, u8 *data)
 {
     u8 count = 0;
     IIC_Start();
     IIC_Send_Byte(dev); //发送写命令
     IIC_Wait_Ack();
     IIC_Send_Byte(reg); //发送写入的地址
     IIC_Wait_Ack();
     for(count=0;count<length;count++)
     {
         IIC_Send_Byte(data[count]);
         IIC_Wait_Ack();
     }
     IIC_Stop(); //发送停止信号

     return 1;
 }

 /******************************************
 *函数原型： u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
 *功能： 读取一个Byte的字节
 *输入： 读取一个字节,ack=1,发送ACK,ack=0,发送nACK
 *返回： 读取到的Byte
 ******************************************/
 u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
 {
     unsigned char i, receive = 0;
     SDA_IN(); //设置为输入
     for(i=0;i<8;i++)
     {
         IIC_SCL=0;
         delay_us(1);
         IIC_SCL=1;
         receive<<=1;
         if(READ_SDA) receive++;
         delay_us(1);
     }
     if(ack)
         IIC_Ack(); //发送ACK
     else
         IIC_NAck(); //发送NACK

     return receive;
 }

留下了一个不太清楚的内容，按位，位长度写数据：

 /****************************************************
 *函数原型： u8 IICwriteBits(u8 dev, u8 reg, u8 bitStart, u8 length, u8 data)
 *功能： 读、修改、写指定设备、指定寄存器一个字节中的多个位
 *输入： dev 目标设备地址
 * reg 寄存器地址
 * bitStart 目标字节的起始位,自左向右？
 * length 位长度
 * data 存放改变目标字节位的值
 *返回： 返回是否成功，1成功
 ****************************************************/
 u8 IICwriteBits(u8 dev, u8 reg, u8 bitStart, u8 length, u8 data)
 {
     u8 b;
     u8 mask;
     if(IICreadByte(dev, reg, &b) != 0)
     {
         mask = (0xFF << (bitStart +1))| 0xFF >> ((8 - bitStart) + length -1);
         data >>= (7 - bitStart);
         b &= mask;
         b |= data;
         return IICwriteByte(dev, reg, b);
     } else {
         return 0;
     }
 }

转载于:https://www.cnblogs.com/ch122633/p/7363260.html