ARM day10 (IIC协议接收温湿传感器数据)

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);
void i2c_init(void);
void i2c_start(void);
void i2c_stop(void);
void i2c_write_byte(unsigned char  dat);
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack);
unsigned char i2c_wait_ack(void);       
void i2c_ack(void);
void i2c_nack(void);

#endif 

si7006.h

#ifndef __SI7006_H__
#define __SI7006_H__

#define   SI7006_SLAVE  0x40

void si7006_init(void);

short si7006_read_temp_data(unsigned char slave_addr, unsigned char reg_addr);

unsigned short si7006_read_hum_data(unsigned char slave_addr,unsigned char reg_addr);

#endif //__SI7006_H__

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     \
	 *          --------
	 * */
	SET_SDA_OUT; 	//输出模式
	I2C_SCL_H;  	//SCL拉高
	delay_us(); 	
	I2C_SDA_H; 		//SDA拉高
	delay_us();
	I2C_SDA_L; 		//SDA拉低
	delay_us();
	I2C_SCL_L; 		//SCL拉低
	delay_us();

}

/*
 * 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拉高
	I2C_SDA_H;
	delay_us();
	//SCL拉低
	I2C_SCL_L;
	delay_us();

	 *    ---         --------------
	 * SDA   X       /
	 *    --- -------
	 * */

	SET_SDA_OUT; 	//输出模式
	I2C_SCL_L; 		//SCL拉低
	delay_us();
	I2C_SDA_L; 		//SDA拉低
	delay_us();
	I2C_SDA_H; 		//SDA拉高
	delay_us();
	I2C_SCL_H; 		//SCL拉高
	delay_us();

}

/*
 * 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 
	 * */
	unsigned int i;
	SET_SDA_OUT;

	for(i = 0; i < 8; i++)
	{
	
	//SCL拉低
		I2C_SCL_L;
		delay_us();
		if(dat & 0x80)
		{
	//SDA拉高
			I2C_SDA_H;
		}
		else 
		{
	//SDA拉低
			I2C_SDA_L;
		}
		delay_us();
	//SCL拉高
		I2C_SCL_H;
		delay_us();
		delay_us();
		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 char dat;
	unsigned int i;
	SET_SDA_IN;

	for(i = 0; i < 8; i++)
	{
		//
		dat <<= 1;	//SDA拉高
	I2C_SDA_H;
	delay_us();
	//SCL拉低
	I2C_SCL_L;
	delay_us();

		
	//SCL拉低
		I2C_SCL_L;
		delay_us();
		delay_us();


	//SCL拉高
		I2C_SCL_H;
		delay_us();
		if(I2C_SDA_READ)
		{
			dat |= 1;
		}
		else 
		{
			dat |= 0;
		}
		delay_us();

	}
	if(!ack)//应答
	{
		i2c_ack();
	}
	else//非应答
	{
		i2c_nack();
	}

	return dat;

}
/*
 * 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
	 * */	
	//SCL拉低，改变数据线上数据
	I2C_SCL_L;
	delay_us();
	//SDA拉高，总线处于空闲状态
	I2C_SDA_H;
	delay_us();

	//设置为输入模式
	SET_SDA_IN;
	delay_us();

	//SCL拉高，从数据线上读取数据
	I2C_SCL_H;
	delay_us();
	if(I2C_SDA_READ)
		return 1; 	//读取到非应答信号
	//SCL拉低，总线处于占用状态
	I2C_SCL_L;
	return 0; 		//读取应答信号

} 
/*
 * 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 
	 *    --- -------------
	 * */
	//设置为数据输出模式
	SET_SDA_OUT;
	//SCL拉低
	I2C_SCL_L;
	delay_us();
	//SDA拉低
	I2C_SDA_L;
	delay_us();
	//SCL拉高，等待接收器从数据新上读取数据
	I2C_SCL_H;
	delay_us();
	delay_us();
	//SCL拉低，总线处于占用状态
	I2C_SCL_L;


}
/*
 * 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 
	 *    --- 
	 * */	
	//设置为数据输出模式
	SET_SDA_OUT;
	//SCL拉低
	I2C_SCL_L;
	delay_us();
	//SDA拉高
	I2C_SDA_H;
	delay_us();
	//SCL拉高，等待接收器从数据新上读取数据
	I2C_SCL_H;
	delay_us();
	delay_us();
	//SCL拉低，总线处于占用状态
	I2C_SCL_L;


}

si7006.c

#include "iic.h"
#include "si7006.h"
extern void delay_ms(unsigned int ms);
/*
 * 函数名：si7006_init
 * 函数功能：SI7006芯片的初始化
 * 函数参数：无
 * 函数返回值：无
*/
void si7006_init(void)
{
	i2c_init();
	i2c_start();
	i2c_write_byte(SI7006_SLAVE << 1 | 0);
	i2c_wait_ack();
	i2c_write_byte(0xE6);
	i2c_wait_ack();
	i2c_write_byte(0x3A);
	i2c_wait_ack();
	i2c_stop();

}
/*
 * 函数名：si7006_read_data
 * 函数功能：读取SI7006的转换结果
 * 函数参数：
 *     slave_addr ： 从机地址
 *     reg_addr ： 寄存器地址
 * 函数返回值：无
*/
short si7006_read_temp_data(unsigned char slave_addr,unsigned char reg_addr)
{
	short dat;
	unsigned char dat_l;
	unsigned char dat_h;
	i2c_start();
	i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 0);
	i2c_wait_ack();
	i2c_write_byte(reg_addr);
	i2c_wait_ack();
	i2c_start();
	i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 1);
	i2c_wait_ack();
	delay_ms(500);
	dat_h = i2c_read_byte(0);
	dat_l = i2c_read_byte(1);
	i2c_stop();
	dat = dat_h;
	dat <<= 8;
	dat |= dat_l;
	return dat;
}
/*
 * 函数名：si7006_read_data
 * 函数功能：读取SI7006的转换结果
 * 函数参数：
 *     slave_addr ： 从机地址
 *     reg_addr ： 寄存器地址
 * 函数返回值：无
*/
unsigned short si7006_read_hum_data(unsigned char slave_addr,unsigned char reg_addr)
{
	unsigned short dat;
	unsigned char dat_l;
	unsigned char dat_h;

	i2c_start();
	i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 0);
	i2c_wait_ack();
	i2c_write_byte(reg_addr);
	i2c_wait_ack();
	i2c_start();
	i2c_write_byte(slave_addr << 1 | 1);
	i2c_wait_ack();
	delay_ms(500);
	dat_h = i2c_read_byte(0);
	dat_l = i2c_read_byte(1);
	i2c_stop();
	dat = dat_h;
	dat <<= 8;
	dat |= dat_l;
	return dat;
}

main.c

#include "si7006.h"

extern void printf(const char *fmt, ...);
void delay_ms(int ms)
{
	int i,j;
	for(i = 0; i < ms;i++)
		for (j = 0; j < 1800; j++);
}

int main()
{
	unsigned short hum;
	short temp;
	si7006_init();

	printf("HUM_TEMP TEXT READY\n");
	while(1)
	{
		hum = si7006_read_hum_data(SI7006_SLAVE,0xE5);
		temp = si7006_read_temp_data(SI7006_SLAVE,0xE3);
		printf("hum = %d\n",125*hum/65536-6);
		printf("temp = %d\n",175*temp/65536-47);
	}
	return 0;
}