STM32F4软件IIC的使用

1.开发环境

2.说明

3.F4和F1软件IIC区别

GPIO初始化区别
us级延时区别
总结

1.开发环境：硬件：STM32F407IGH6开发板 任意可使用IIC通讯协议传感器
软件：Keil CubeMX

2.说明：从网店购买了一个IIC通讯模块，网店是提供STM32F103C8T6的开源例程的，从网店上拿到开源例程后本人在F1系列单片机上可以成功跑通，但是换到F4单片机上发现了几个可能影响例程跑通的注意事项，在这里简单说一下
3.F4和F1软件IIC区别：
a.GPIO初始化区别：
SCL --> B10
SDA --> B11
F4上软件IIC初始化代码如下：

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	
  __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
	
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_MEDIUM;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

这里端口我们选择B10 B11作为IIC通讯端口，设置模式为开漏输出，速率为中速，接下来看一下F1上软件IIC初始化代码

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	
  GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10|GPIO_PIN_11;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

为了代码看起来更方便，在F1上咱们也选用B10 B11作为IIC通讯端口，设置模式同样是开漏输出，速率为高速， 这里可以看出与F4有明显的不同，因为F4的主频一般为168Mhz，有的甚至达到400Mhz，而IIC最快通讯速度为400Kb/s，F1单片机的主频普遍为72Mhz，在F1单片机上与IIC器件进行通讯时，为了达到更高的通讯频率，通常设定GPIO口为高速模式，但是F4单片机的主频比F1快了一倍甚至更多，如果按照F1的设置同样设定为高频，就会远远超出IIC通讯协议的最高频率，导致无法正常使用软件IIC。
经常使用软件IIC会发现IIC引脚设置有以下的代码，尤其是在F1中：

#define IIC_SDA_IN()  {GPIOB->CRH&=0xFFFF0FFF;GPIOB->CRH|=8<<12;}
#define IIC_SDA_OUT() {GPIOB->CRH&=0xFFFF0FFF;GPIOB->CRH|=3<<12;}
#define IIC_SDA_READ   GPIOB->IDR&(1<<11)

#define IIC_SCL_H     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_SET)
#define IIC_SCL_L     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_RESET)
#define IIC_SDA_H     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_11,GPIO_PIN_SET)
#define IIC_SDA_L     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_11,GPIO_PIN_RESET)

设置IIC通讯端口的高低电平输入输出模式，尤其是以下代码：

#define IIC_SDA_IN()  {GPIOB->CRH&=0xFFFF0FFF;GPIOB->CRH|=8<<12;}
#define IIC_SDA_OUT() {GPIOB->CRH&=0xFFFF0FFF;GPIOB->CRH|=3<<12;}
#define IIC_SDA_READ   GPIOB->IDR&(1<<11)

在F1中 CRH CRL 代表GPIO口的高8位和低8位，大家都知道STM32GPIO一般有16个I/O口，后面的***&=0xFFFF0FFF***，可以用进制转换器转换一下，这个代表***11111111111111110000111111111111***，每四位代表一个IO口 B11为高8位，从右向左数，正好是第4位（从8开始，第四位正好为11），这段指令的意思是初始化B11 ，分布设定为输入和输出两种模式，但是在F4中，我在F4的GPIO寄存器中并没发现***CRH 和 CRL*** ，当然可能是本人才疏学浅，那该怎么办呢，F1器件的例程直接搬运到F4上会报错啊，其实在F4上更加简单：

#define IIC_SDA_READ  HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_11)

#define IIC_SCL_H     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_SET)
#define IIC_SCL_L     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_10,GPIO_PIN_RESET)
#define IIC_SDA_H     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_11,GPIO_PIN_SET)
#define IIC_SDA_L     HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_11,GPIO_PIN_RESET)

使用以上代码，再把手中F1的IIC协议中出现的以下代码注释掉即可：

//	IIC_SDA_IN();//SDA设置为输入
//	IIC_SDA_OUT();//SDA线输出

就能正常使用了，这里就先不粘贴IIC通讯协议的底层程序了，比如正点原子、野火、硬石科技等STM32嵌入式教程中的例程里面有关软件IIC或者说模拟IIC的使用有很多了，并且各家教程基本上大同小异.
b.us级别的延时的区别，之前咱们提到IIC的最快通讯速度是400Kb/s，所以在F1上和F4上如果都使用us级别的软件延时代码是不同的，但是咱们所购买的大部分IIC通讯模块都是针对F1系列单片机所写的软件延时，但是如果直接搬到F4上是无法直接使用的，或者说即使能够使用，也会降低IIC的通讯速度，这里给大家奉上一个使用基本定时器7的延时程序，直接倒库添加初始化完毕后即可使用：
delay.c

#include "delay.h"

TIM_HandleTypeDef htim7;

void MX_TIM7_Init(void)
{

  /* USER CODE BEGIN TIM7_Init 0 */

  /* USER CODE END TIM7_Init 0 */

  TIM_MasterConfigTypeDef sMasterConfig = {0};

  htim7.Instance = TIM7;
  htim7.Init.Prescaler = 0;
  htim7.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP;
  htim7.Init.Period = 65535;
  htim7.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE;
  if (HAL_TIM_Base_Init(&htim7) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
  sMasterConfig.MasterOutputTrigger = TIM_TRGO_RESET;
  sMasterConfig.MasterSlaveMode = TIM_MASTERSLAVEMODE_DISABLE;
  if (HAL_TIMEx_MasterConfigSynchronization(&htim7, &sMasterConfig) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}
void delay_init()
{
	MX_TIM7_Init();	
	__HAL_TIM_ENABLE(&htim7);
}
void delay_us(u32 nus){
	__HAL_TIM_SetCounter(&htim7, 0);
	while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim7) < (42 * nus));//TIM7挂载在APB1的peripheral时钟线，时钟为42Mhz
	__HAL_TIM_SetCounter(&htim7, 0);
	while(__HAL_TIM_GetCounter(&htim7) < (42 * nus));//TIM7挂载在APB1的peripheral时钟线，时钟为42Mhz
	return;
}

delay.h

#ifndef __DELAY_H
#define __DELAY_H 			   
#include 	  

#define delay_ms(i) HAL_Delay(i)

extern TIM_HandleTypeDef htim7;

void MX_TIM7_Init(void);
void delay_init(void);
void delay_us(u32);

#endif

在软件IIC中的us级别延时直接调用函数即可，这里的程序是F4中的代码，F1的话需要注意时钟挂载的总线频率。
c.总结：以上是我在测试软件IIC通讯的时候发现的F1和F4之间的区别，说的并不全面欢迎大神来补充，但是涉及到的坑，我能想到的目前只有这些，如果大家有想法欢迎大家留言评论，谢谢！