IIC总线协议及具体编程(读取MPU6050数据)
目录
同步时序与异步时序
异步时序简介
同步时序简介
小结
GPIO易遗漏知识点
GPIO框图编辑
各种输出模式输出时能否输入
GPIO的默认上拉/下拉的作用（弱上拉/弱下拉）
位带区域
GPIO小结
IIC总线协议
IIC简介
IIC总线时序初步了解
SCL使用推挽输出/开漏输出，SDA使用开漏输出的原因
IIC总线外部电路连接
1、SCL
2、SDA
3、构建IIC总线开漏输出外加上拉电阻模型
4、SDA使用开漏输出外加上拉电阻的好处
IIC总线协议重要的时序单元
主机发送一个字节时序
主机接收一个字节时序
主机接收/发送应答位时序
以下为基本单元拼接整体时序
IIC指定地址发送一个字节时序
IIC当前地址读时序
IIC指定地址写时序
IIC通信协议具体编程
HAL库程序
myiic.h程序
myiic.c程序
相关注意点
MPU6050.h程序
MPU6050_Reg.h程序
MPU6050.c程序
main.c
标准库程序
myiic.h程序
myiic.c程序
为了理解IIC总线协议的硬件和软件设计原理，首先讲一下同步时序和异步时序的差异与GPIO易遗漏的知识点。
同步时序与异步时序
异步时序简介
像之前的串行通讯的异步通信(如串口通信)，通信线有TX、RX、GND(一方的TX连另一方的RX，一方的RX连另一方的TX，GND连在一起(有相同的参考电平))。 两方按照之前约定好的波特率进行传输每位，如果一方发生了中断，接收的数据就会出错(接收方并不知道发生了中断，会继续按照之前约定好的速率接收，很依赖硬件电路(在固定的时间收发数据的每一位))。特点：全双工(大多数情况下同一时间，只有发送或者接收)，没有应答机制。
同步时序简介
像IIC通信就是一种同步时序通信，通信线有SDA、SCL，设备的SDA和SCL都连在总线上。时钟SCL完全由主机控制，既使在发送一个字节的时序中间发生了中断，只要再继续发送字节的时序，接收方也可以收到正确的发送数据，接收方在何时接收/发送什么位完全由主机发出的时钟SCL决定。特点：半双工(节省资源)，有应答机制，总线可接多个模块，接线简单。
小结
异步时序的优缺点：优点就是省一根时钟线，节省资源。缺点是对时间要求严格，对硬件电路依赖比较严重。
同步时序的优缺点：跟上面的优缺点相反。
GPIO易遗漏知识点
GPIO框图
推挽输出：可以输出高电平和低电平。输出的同时可以输入。
开漏输出：如果不外接上拉电阻的话，只能输出低电平。输出的同时可以输入。
复用推挽/开漏输出：如一些外设在STM32上有指定的一些引脚，如STM32串口1的TX和RX要用到PA9和PA10(或者其他的复用引脚)，这时初始化GPIO引脚就要使用复用模式。
各种输出模式输出时能否输入
GPIO在输出模式可以输入，向外界输出时，内部可以接收输出的高低电平，但一般不允许一个GPIO口输出的时候外界同时输入引脚(对于GPIO的一般使用情况来说)。实际向外界输出时，如果外界同时输入，输入的结果受自身输出值和外界输入值影响，详见下面小结第4条。
GPIO的默认上拉/下拉的作用（弱上拉/弱下拉）
上下拉只对输入模式有作用，输出模式是被禁止的。
给输入提供一个默认的输入电平，对应一个数字的端口，输入不是高电平就是低电平，如果输入引脚什么都不接，那到底算高电平还是低电平？如果输入什么都不接，输入就会处于一种浮空的状态，引脚的输入电平极易受外界干扰而改变，为了避免引脚悬空导致的输入数据不确定，接入上拉电阻，当引脚悬空时，就有上拉电阻来保证引脚的高电平，上拉输入也可以称为默认为高电平的输入模式，下拉输入就是默认为低电平的输入模式，上拉电阻和下拉电阻都是比较大的，是一种弱上拉和弱下拉，目的是不影响正常的输入操作。
位带区域
在STM32中，专门分配的有一段地址区域。这段地址映射了RAM和外设寄存器所有的位(位带区域)，读写这段地址中的数据就相当于读写映射的某一位。
GPIO小结
1、只有模拟输入模式（直接通向ADC，GPIO无效）会关闭GPIO的输入功能。
2、所有输入模式都不允许输出，输出通道关闭。
3、开漏输出模式只能输出低电平，需要输出高电平时要外接上拉电阻。开漏输出可用于输出5V电压（外接5V+上拉电阻）
4、开漏输出模式+上拉电阻（SDA）。引脚输出时输入不一定等于输出的值(由外部电路决定)。（输出的同时也可以输入，该模式兼顾输入和输出。该模式下引脚一直在输入，以IIC总线为例，当主机发送寻址字节时，主机SDA在输出的同时也在输入，且这时输入=主机SDA输出，当主机发送寻址结束，该由从机应答前，主机主动输出1释放SDA线（SDA(1)）交出SDA总线控制权，从机产生应答，将SDA总线拉低（此时即使主机输出1但由于线与的特性，主机的SDA输入也被拉低为0），之后应答时钟脉冲下降沿，从机主动主动输出1释放SDA线（SDA(1)）交出SDA总线控制权给主机。可见IIC所有设备一直在输入，输入状态只与IIC总线状态保持一致）。
5、在GPIO输出模式下，输入的上下拉配置被禁止。
IIC总线协议
IIC简介
相互集成的 电路
Inter-Integrated Circuit 总线
IIC(Inter-Integrated-Circuit)其实是IICBus简称，所以中文应该叫集成电路总线，它是一种串行通信总线，使用多主从(一主多从、多主多从)架构，适用于芯片和芯片之间的通讯。IC芯片(Integrated Circuit Chip:集成电路芯片)是将大量的微电子元器件(晶体管、电阻、电容等)形成的集成电路放在一块塑基上，做成一块芯片。
IIC总线时序初步了解
总线上的时序就是IIC实际传输时总线的各个时间的状态，例如主机发送一个数据，发送的同时从机就会实时收到主机发送的时序，并按照其时序对发送信息进行解读(由于之前已经约定好了IIC通信)，解读信息之后再传给主机(应答位或者数据)。同一时刻只有一方在发送数据。由于SCL是由主机发送的，从机发送给主机数据时，按照其SCL的高低电平发送SDA线数据(从机只有被主机点名之后，才能控制IIC总线)。
IIC设计出来的最基本功能是通过通信线，实现单片机读写外挂模块寄存器的功能。(在指定位置读写寄存器，读写寄存器就实现了对这个模块的完全控制)
SCL使用推挽输出/开漏输出，SDA使用开漏输出的原因
IIC总线外部电路连接
本图片选自B站江科大STM32入门教程
1、SCL
在主机端SCL的GPIO模式既可以设置为推挽输出也可以是开漏输出外加上拉电阻的模式，因为SCL完全由主机输出，从机在任何时刻只能被动接收，不允许控制SCL线。
①当主机为推挽输出时，从机可设置为浮空输入/上拉输入模式(但一般从机模式不需要我们设置)。
②当主机为开漏输出外加上拉电阻时，从机可设置为同样的模式(开漏输出模式同样可以输入)。但一般主机SCL也要设置为开漏输出外加上拉电阻，当多个主机需要仲裁时，就需要这种模式。
2、SDA
SDA线既要输出也要兼顾输入。
SDA如果是推挽输出模式，假如没有控制好SDA输出，一方SDA输出0，另一方SDA输出1，一方面会造出总线的冲突，另一方面很容易造成线路的短路(一方输出低电平，另一方输出高电平，相当于短路，正极连负极，从而烧毁芯片)。（若要使用推挽输出模式，一方发送，其他接收方要呈现高阻态，避免总线状态冲突）所以主从机SDA线只能是开漏输出外加上拉电阻的模式，这种模式能够很好的杜绝上述电源短路现象，实现线与的功能，避免引脚频繁切换。
线与：总线上只要有一方SDA输出为0就将总线拉低，总线呈现低电平状态，总线上所有设备SDA输出1(开漏模式下输出1相当于与总线断开联系)，SDA总线由总线上的外接上拉电阻拉高，总线呈现高电平状态。
3、构建IIC总线开漏输出外加上拉电阻模型
开漏输出外加上拉电阻是一种弱上拉作用，相当于一根弹簧拉着一根杆子的模型，为了避免同时有设备推杆子(强上拉)和拉杆子(强下拉)造成的冲突，规定所有设备不能向上推杆子(强上拉)，当主机或从机需要输出低电平时就拉下杆子(将总线拉低)，需要输出高电平就相当于松手(断开引脚/断开与总线的联系)，总线在弹簧(上拉电阻)的作用下自动回到高位，各设备输入时相当于观察杆子的高低状态。
弱上拉/强上拉：没有像推挽输出那样强上拉/强下拉(强上/下拉：相当于没有接电阻直接通过开关接电源正极/通过开关接地/负极)，弱上拉往往是电源正极+阻值较大的电阻，上升沿(低电平转变高电平)的时间较长。
4、SDA使用开漏输出外加上拉电阻的好处
1.完全杜绝电源短路现象，保证电路安全。(所有设备无论怎么拉杆子还是松手，都不会使杆子处于被强拉和强推的状态，即使有多个设备同时拉杆子也没问题)
2.避免引脚模式的频繁切换(相对于切换输入输出模式)，开漏+弱上拉的模式，同时兼顾了输入和输出的功能。
3.线与的功能。只要有一个设备输出低电平，总线就处于低电平。只有所有设备输出1，总线才处于高电平。
IIC总线空闲状态下SDA与SCL都为高电平。在空闲状态下，主机可以主动发起对SDA的控制，只有在从机需要发送数据/应答时，主机才会转交SDA的控制权给从机。同一时间，只有一方(主机/从机)掌握总线的控制权。
IIC总线协议重要的时序单元
IIC开始和结束时序均由主机产生，分别是SCL高电平期间产生下降沿和上升沿，这里就不具体讲了。
主机发送一个字节时序
从机读取SDA总线数据的每一位往往在SCL上升沿期间就完成了，主机也要在下一个上升沿来临之前，将要写的数据写在SDA上，但时钟是主机主导的并没有从机那么着急。可以看出一个SCL脉冲前，依次执行主机写入、从机读出的操作。写一个字节一个SCL脉冲就要执行8次，这里要注意的是IIC发送一个字节是先发送最高位，从高位到低位发送。
IIC同步时序的优越性：如果主机一个字节发送一半，突然执行中断了，不操作SCL和SDA了，那么时序就会在中断的位置不断拉长，SCL和SDA电平暂停变化，传输也完全暂停，等中断结束，主机再继续操作，传输不会受到中断的影响，这就是同步时序的好处。
主机接收一个字节时序
从机的数据每一位数据变换基本上是贴着SCL下降沿的(第7位在第一个SCL前夕变换)，而主机接收数据可在高电平任意时间读取。
SDA输入模式两种理解方式：
1.释放SDA(SDA(1))就相当于切换至输入模式。
2.所有设备包括从机始终处于输入模式，当主机需要发送时，就可以主动拉低SDA，而主机被动接收时，就必须释放SDA(SDA(1))。主机不释放总线，从机就没法输入(总线SDA同一时刻只有一方在控制总线)。
主机接收/发送应答位时序
发送/接收应答位相当于发送一位/接收一位，需要注意的是主机接收从机发送的数据时，当主机发出非应答信号时，从机会交出总线的控制权。
以下为基本单元拼接整体时序
IIC指定地址写时序
主机发送的第一个地址是从机地址(7位/10位)+读写位(0:写入1:读取)
从机应答，总线控制权的切换过程：
1、主机发送完字节的最后一位时，释放SDA总线(SDA(1))，总线控制权交给从机，从机此刻立即产生应答(拉低SDA总线)，综合两者的波形，结合线与的特性，总线一直呈现低电平，如下图。
2、从机在应答CLK脉冲的下降沿，要将总线控制权交给主机。
IIC当前地址读时序
对于指定设备（Slave Address），在当前地址指针指示的地址下，读取从机数据（Data）。如果之前已经写入了地址，指针变量(不会因为结束时序而清零)就存着写入的地址，如果没有写就默认为0(设备上电后，地址指针默认指向0地址)。
在写入/读出一个字节后，地址指针会自动+1。由于该时序的所读地址不能指定，故用的较少，下面指定地址读的时序用的较多。
IIC指定地址读时序
由于指定读写标志位只能是跟着起始条件的第一个字节，故IIC指定地址写时序是先用指定地址写，将要读的设备地址写到设备的地址指针，后用当前地址读时序将地址指针中的地址内容读出来，IIC指定地址写时序是由以上两种时序拼接而来的。
主机接收从机数据时，主机给应答了，从机就会继续发，主机给非应答了，从机就会交出SDA的控制权。如果主机没有发送非应答，即使发送停止时序也可能停不下来，因为SDA可能被从机下拉，就不能在SCL高电平期间产生上升沿。
从机控制SDA发送一个字节的权利开始于读写标志位为1，结束于主机给应答位为1。
IIC通信协议具体编程
HAL库程序
myiic.h程序
#ifndef _MYIIC_H
#define _MYIIC_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h" //sys.h中包含#include "stm32f1xx.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h" //要使用延时函数
//引脚重定义
#define SCL_GPIO_PORT GPIOB
#define SCL_GPIO_PIN GPIO_PIN_10
#define SCL_GPIO_CLK_ENABLE() do{__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();}while(0)
#define SDA_GPIO_PORT GPIOB
#define SDA_GPIO_PIN GPIO_PIN_11
#define SDA_GPIO_CLK_ENABLE() do{__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();}while(0)
//函数声明
void MyI2C_Init(void);
void MyI2C_Start(void);
void MyI2C_Stop(void);
void MyI2C_SendByte(uint8_t data);
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void);
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit);
uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void);
uint8_t MyI2C_WaitAck(void);
#endifmyiic.c程序
#include "./BSP/MYIIC/myiic.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
void MyI2C_W_SCL(uint8_t BitValue)
{
HAL_GPIO_WritePin(SCL_GPIO_PORT,SCL_GPIO_PIN,(GPIO_PinState)BitValue);
delay_us(10);//对于STMF1系列，即使不加延时MPU6050也完全跟的上，保险起见，加上了延时
} //IIC可以慢一些，多慢都行，但是快的话，要参考被控器件手册中对IIC时序的要求修改
void MyI2C_W_SDA(uint8_t BitValue)
{
HAL_GPIO_WritePin(SDA_GPIO_PORT,SDA_GPIO_PIN,(GPIO_PinState)BitValue);
delay_us(10);
}
uint8_t MyI2C_R_SCL(void)
{
uint8_t BitValue; //也可以延时后直接返回
BitValue=HAL_GPIO_ReadPin(SCL_GPIO_PORT,SCL_GPIO_PIN);//该函数返回值类型为GPIO_PinState
delay_us(10);
return BitValue;
}
uint8_t MyI2C_R_SDA(void)
{
uint8_t BitValue; //也可以延时后直接返回
BitValue=HAL_GPIO_ReadPin(SDA_GPIO_PORT,SDA_GPIO_PIN);//该函数返回值类型为GPIO_PinState
delay_us(10);
return BitValue;
}
void MyI2C_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef iic_gpio_init_struct;
SCL_GPIO_CLK_ENABLE(); //开启时钟
SDA_GPIO_CLK_ENABLE();
iic_gpio_init_struct.Mode= GPIO_MODE_OUTPUT_OD; //SCL使用开漏输出 上下拉不配置默认是无上下拉
iic_gpio_init_struct.Pin=SCL_GPIO_PIN; //配置为输出模式时上下拉没有作用
iic_gpio_init_struct.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;//高速
HAL_GPIO_Init(SCL_GPIO_PORT,&iic_gpio_init_struct);
iic_gpio_init_struct.Pin=SDA_GPIO_PIN; //SDA使用开漏输出
HAL_GPIO_Init(SDA_GPIO_PORT,&iic_gpio_init_struct);
MyI2C_W_SCL(1);//空闲状态
MyI2C_W_SDA(1);
//MyI2C_stop();//将SDA/SCL总线拉高或直接使用IIC停止时序
}
void MyI2C_Start(void)
{
MyI2C_W_SDA(1);//由SR（再次起始时序）可知，传输完寄存器地址后SCL被拉低，趁SCL还是低电平，SDA状态不确定
MyI2C_W_SCL(1);//故先将SDA拉高，为下降沿做准备
MyI2C_W_SDA(0);
MyI2C_W_SCL(0);//钳住总线1.占用总线 2.写/读一个字节起始SCL都需要是低电平，为了更好的拼接时序
}
void MyI2C_Stop(void)
{
MyI2C_W_SDA(0);
MyI2C_W_SCL(1);
MyI2C_W_SDA(1);
//只有IIC结束时序，SCL是高电平结尾
}
void MyI2C_SendByte(uint8_t data)
{
uint8_t i;
for(i = 0; i < 8; i ++)
{
MyI2C_W_SDA(data &(0x80 >> i));//此时SCL为低电平
MyI2C_W_SCL(1); //此时从机读取数据
MyI2C_W_SCL(0);
}
}
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void)
{
uint8_t i,byte=0x00;
MyI2C_W_SDA(1); //主机释放SDA总线，从机在此时就传输要传输字节的最高位
for(i = 0; i < 8; i ++)
{
MyI2C_W_SCL(1);//产生上升沿主机读取数据
if(MyI2C_R_SDA()){byte |= (0x80 >> i);}
MyI2C_W_SCL(0);//此时从机要发送的位信息传过去
}
return byte;
}
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit)//发送应答位
{
MyI2C_W_SDA(AckBit);//此时接收完了从机的一个数据，SCL为低电平
MyI2C_W_SCL(1); //此时发送给从机
MyI2C_W_SCL(0);
}
//此接收应答只是简单的接收应答位，如果要判断从机是否应答还要对返回值进行判断
//最好在函数中就加入判断从机应答机制，如果从机应答就继续，否则就要MyI2C_Stop,主机停止发送
uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void)//接收一位
{
uint8_t AckBit;
MyI2C_W_SDA(1);//主机释放SDA总线，从机在此时将应答位放在SDA上
MyI2C_W_SCL(1);//产生上升沿主机读取数据
AckBit=MyI2C_R_SDA();
MyI2C_W_SCL(0);//此时从机要释放SDA线，交出SDA控制权
return AckBit;
}
//此函数可代替MyI2C_ReceiveAck()函数，该函数返回值为从机的应答，应答为0，非应答为1
uint8_t MyI2C_WaitAck(void)
{
uint8_t AckBit=0;
MyI2C_W_SDA(1);//主机释放SDA总线，从机在此时将应答位放在SDA上
MyI2C_W_SCL(1);//产生上升沿主机读取数据
if(MyI2C_R_SDA())//从机正常收到主机的信息，应该发送应答0，否则从机没有应答，主机应该主动停止IIC通信
{
MyI2C_Stop();
AckBit=1;
}
else
{
MyI2C_W_SCL(0);
}//此时从机要释放SDA线，交出SDA控制权
return AckBit;
}
相关注意点
(GPIO_PinState)uint8_t是将u8强转为GPIO_PinState，只要u8不是0，都会被强转为GPIO_PIN_SET。
MPU6050.h程序
#ifndef _MUP6050_H
#define _MUP6050_H
#include "./BSP/MYIIC/myiic.h"
//初始化函数声明
void MPU6050_WriteReg(uint8_t Regadress,uint8_t Data);
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t Regadress);
void MPU6050_Init(void);
uint8_t MPU6050_GetID(void);
void MPU6050_GetData(uint16_t *AccX,uint16_t *AccY,uint16_t *AccZ,
uint16_t *GyroX,uint16_t *GyroY,uint16_t *GyroZ);
#endif
MPU6050_Reg.h程序
#ifndef __MPU6050_REG_H
#define __MPU6050_REG_H
#define MPU6050_SMPLRT_DIV 0x19
#define MPU6050_CONFIG 0x1A
#define MPU6050_GYRO_CONFIG 0x1B
#define MPU6050_ACCEL_CONFIG 0x1C
#define MPU6050_ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define MPU6050_ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define MPU6050_ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define MPU6050_ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define MPU6050_ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define MPU6050_ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define MPU6050_TEMP_OUT_H 0x41
#define MPU6050_TEMP_OUT_L 0x42
#define MPU6050_GYRO_XOUT_H 0x43
#define MPU6050_GYRO_XOUT_L 0x44
#define MPU6050_GYRO_YOUT_H 0x45
#define MPU6050_GYRO_YOUT_L 0x46
#define MPU6050_GYRO_ZOUT_H 0x47
#define MPU6050_GYRO_ZOUT_L 0x48
#define MPU6050_PWR_MGMT_1 0x6B
#define MPU6050_PWR_MGMT_2 0x6C
#define MPU6050_WHO_AM_I 0x75
#endif
MPU6050.c程序
#include "./BSP/MUP6050/mup6050.h"
#include "./BSP/MUP6050/MPU6050_Reg.h"
#define MPU6050_ADRESS 0xD0
void MPU6050_WriteReg(uint8_t Regadress,uint8_t Data)
{
MyI2C_Start();
MyI2C_SendByte(MPU6050_ADRESS);
MyI2C_ReceiveAck();//接收从机应答,如果想处理应答位可以在这里处理一下应答位。HAL库中直接是等待应答的到来，没有应答Stop
MyI2C_SendByte(Regadress);
MyI2C_ReceiveAck();
MyI2C_SendByte(Data);//如果想指定地址写多个字节就可以多执行几次
MyI2C_ReceiveAck(); //这两行代码，可以用for循环，把一个数据的多个数据发送过去
MyI2C_Stop();
}
uint8_t MPU6050_ReadReg(uint8_t Regadress)
{
uint8_t Data;
MyI2C_Start();
MyI2C_SendByte(MPU6050_ADRESS);
MyI2C_ReceiveAck();
MyI2C_SendByte(Regadress);//将MPU6050的地址指针写为Regadress
MyI2C_ReceiveAck();
MyI2C_Start();
MyI2C_SendByte(MPU6050_ADRESS|0x01);//改为读寄存器
MyI2C_ReceiveAck(); //此时SDA控制权交给从机
Data=MyI2C_ReceiveByte(); //如果想读多个字节,就可以用for循环多执行几次这两行代码，注意就要
MyI2C_SendAck(1); //在最后一个字节给非应答(1)，之前的字节都给应答，表示主机想继续接收.
MyI2C_Stop();
return Data;
}
void MPU6050_Init(void)
{
MyI2C_Init();
MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_1,0x01);//不复位，不睡眠，不循环开启，不使能温度传感器，选择陀螺仪时钟(0x00是内部时钟)
MPU6050_WriteReg(MPU6050_PWR_MGMT_2,0x00);//循环模式唤醒频率不设置，六个轴均不待机
MPU6050_WriteReg(MPU6050_SMPLRT_DIV,0x09);//采样频率分频，10分频
MPU6050_WriteReg(MPU6050_CONFIG,0x06); //外部同步全为0，低通滤波给110
MPU6050_WriteReg(MPU6050_GYRO_CONFIG,0x18);//陀螺仪配置寄存器 自测使能为0，选择最大量程
MPU6050_WriteReg(MPU6050_ACCEL_CONFIG,0x18);//加速度计配置寄存器 自测使能为0，选择最大量程 高通滤波暂时不需要
}
uint8_t MPU6050_GetID(void)
{
return MPU6050_ReadReg(MPU6050_WHO_AM_I); //返回WHO_AM_I寄存器的值
}
//该函数需要返回6个uint16_t的数据，分别表示X,Y,Z的加速度值和陀螺仪值
//多返回值函数的设计
//1.定义6个全局变量，子函数读到的数据直接写在全局变量里，6个全局变量在主函数中进行共享，不利于封装
//2.使用指针，进行变量的地址传递，来实现多返回值
//3.用结构体，对多个变量进行打包，再统一进行传递
void MPU6050_GetData(uint16_t *AccX,uint16_t *AccY,uint16_t *AccZ,
uint16_t *GyroX,uint16_t *GyroY,uint16_t *GyroZ)
{
uint8_t DataH, DataL;
DataH=MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_H);
DataL=MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_XOUT_L); //DataH << 8左移不会变为0，因为最终赋值是16位的，
*AccX=(DataH << 8)| DataL; //8位数据左移之后会自动进行类型转换 也可以在定义时就定义为uint16_t
DataH=MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_H);
DataL=MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_YOUT_L);
*AccY=(DataH << 8)| DataL;
DataH=MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_H);
DataL=MPU6050_ReadReg(MPU6050_ACCEL_ZOUT_L);
*AccZ=(DataH << 8)| DataL;
DataH=MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_H);
DataL=MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_XOUT_H);
*GyroX=(DataH << 8)| DataL;
DataH=MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_H);
DataL=MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_YOUT_H);
*GyroY=(DataH << 8)| DataL;
DataH=MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_H);
DataL=MPU6050_ReadReg(MPU6050_GYRO_ZOUT_H);
*GyroZ=(DataH << 8)| DataL;
}main.c
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./BSP/led/led.h"
#include "./BSP/beep/beep.h"
#include "./BSP/key/key.h"
#include "./BSP/IIC/iic.h"
#include "./BSP/MYIIC/myiic.h"
#include "./BSP/MUP6050/mup6050.h"
#include "./BSP/OLED/OLED.h"
uint8_t Ack=0x01;
uint8_t ID; //定义用于存放ID号的变量
int16_t AX, AY, AZ, GX, GY, GZ; //定义用于存放各个数据的变量
int main(void)
{
HAL_Init(); //初始化HAL库
sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9);//9倍频，72MHz
delay_init(72); //延时初始化
//点名时序1
// iic_init();
// iic_start();
// iic_send_byte(0xD0);
// Ack=iic_wait_ack();
// iic_stop();
// //点名时序2
// MyI2C_Init();
// MyI2C_Start();
// MyI2C_SendByte(0xD0);
// //Ack=MyI2C_ReceiveAck();
// Ack=MyI2C_WaitAck();
// MyI2C_Stop();
/*模块初始化*/
OLED_Init(); //OLED初始化
MPU6050_Init(); //MPU6050初始化
/*显示ID号*/
OLED_ShowString(1, 1, "ID:"); //显示静态字符串
ID = MPU6050_GetID(); //获取MPU6050的ID号
OLED_ShowHexNum(1, 4, ID, 2); //OLED显示ID号
while (1)
{
MPU6050_GetData(&AX, &AY, &AZ, &GX, &GY, &GZ); //获取MPU6050的数据
OLED_ShowSignedNum(2, 1, AX, 5); //OLED显示数据
OLED_ShowSignedNum(3, 1, AY, 5);
OLED_ShowSignedNum(4, 1, AZ, 5);
OLED_ShowSignedNum(2, 8, GX, 5);
OLED_ShowSignedNum(3, 8, GY, 5);
OLED_ShowSignedNum(4, 8, GZ, 5);
}
while(1)
{
}
}标准库程序
标准库程序与HAL库的差异在于SDA和SCL的GPIO初始化和写引脚和读引脚函数的不同，基本框架都相同，这里列出不同的程序，其他程序与上相同。
myiic.h程序
#ifndef __MYI2C_H
#define __MYI2C_H
void MyI2C_Init(void);
void MyI2C_Start(void);
void MyI2C_Stop(void);
void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte);
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void);
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit);
uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void);
#endif
myiic.c程序
#include "stm32f10x.h" // Device header
#include "Delay.h"
/*引脚配置层*/
/**
* 函 数：I2C写SCL引脚电平
* 参 数：BitValue 协议层传入的当前需要写入SCL的电平，范围0~1
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数需要用户实现内容，当BitValue为0时，需要置SCL为低电平，当BitValue为1时，需要置SCL为高电平
*/
void MyI2C_W_SCL(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_10, (BitAction)BitValue); //根据BitValue，设置SCL引脚的电平
Delay_us(10); //延时10us，防止时序频率超过要求
}
/**
* 函 数：I2C写SDA引脚电平
* 参 数：BitValue 协议层传入的当前需要写入SDA的电平，范围0~0xFF
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数需要用户实现内容，当BitValue为0时，需要置SDA为低电平，当BitValue非0时，需要置SDA为高电平
*/
void MyI2C_W_SDA(uint8_t BitValue)
{
GPIO_WriteBit(GPIOB, GPIO_Pin_11, (BitAction)BitValue); //根据BitValue，设置SDA引脚的电平，BitValue要实现非0即1的特性
Delay_us(10); //延时10us，防止时序频率超过要求
}
/**
* 函 数：I2C读SDA引脚电平
* 参 数：无
* 返 回 值：协议层需要得到的当前SDA的电平，范围0~1
* 注意事项：此函数需要用户实现内容，当前SDA为低电平时，返回0，当前SDA为高电平时，返回1
*/
uint8_t MyI2C_R_SDA(void)
{
uint8_t BitValue;
BitValue = GPIO_ReadInputDataBit(GPIOB, GPIO_Pin_11); //读取SDA电平
Delay_us(10); //延时10us，防止时序频率超过要求
return BitValue; //返回SDA电平
}
/**
* 函 数：I2C初始化
* 参 数：无
* 返 回 值：无
* 注意事项：此函数需要用户实现内容，实现SCL和SDA引脚的初始化
*/
void MyI2C_Init(void)
{
/*开启时钟*/
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE); //开启GPIOB的时钟
/*GPIO初始化*/
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure); //将PB10和PB11引脚初始化为开漏输出
/*设置默认电平*/
GPIO_SetBits(GPIOB, GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11); //设置PB10和PB11引脚初始化后默认为高电平（释放总线状态）
/*协议层*/
/**
* 函 数：I2C起始
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void MyI2C_Start(void)
{
MyI2C_W_SDA(1); //释放SDA，确保SDA为高电平
MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，确保SCL为高电平
MyI2C_W_SDA(0); //在SCL高电平期间，拉低SDA，产生起始信号
MyI2C_W_SCL(0); //起始后把SCL也拉低，即为了占用总线，也为了方便总线时序的拼接
}
/**
* 函 数：I2C终止
* 参 数：无
* 返 回 值：无
*/
void MyI2C_Stop(void)
{
MyI2C_W_SDA(0); //拉低SDA，确保SDA为低电平
MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，使SCL呈现高电平
MyI2C_W_SDA(1); //在SCL高电平期间，释放SDA，产生终止信号
}
/**
* 函 数：I2C发送一个字节
* 参 数：Byte 要发送的一个字节数据，范围：0x00~0xFF
* 返 回 值：无
*/
void MyI2C_SendByte(uint8_t Byte)
{
uint8_t i;
for (i = 0; i < 8; i ++) //循环8次，主机依次发送数据的每一位
{
MyI2C_W_SDA(Byte & (0x80 >> i)); //使用掩码的方式取出Byte的指定一位数据并写入到SDA线
MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，从机在SCL高电平期间读取SDA
MyI2C_W_SCL(0); //拉低SCL，主机开始发送下一位数据
}
}
/**
* 函 数：I2C接收一个字节
* 参 数：无
* 返 回 值：接收到的一个字节数据，范围：0x00~0xFF
*/
uint8_t MyI2C_ReceiveByte(void)
{
uint8_t i, Byte = 0x00; //定义接收的数据，并赋初值0x00，此处必须赋初值0x00，后面会用到
MyI2C_W_SDA(1); //接收前，主机先确保释放SDA，避免干扰从机的数据发送
for (i = 0; i < 8; i ++) //循环8次，主机依次接收数据的每一位
{
MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，主机机在SCL高电平期间读取SDA
if (MyI2C_R_SDA() == 1){Byte |= (0x80 >> i);} //读取SDA数据，并存储到Byte变量
//当SDA为1时，置变量指定位为1，当SDA为0时，不做处理，指定位为默认的初值0
MyI2C_W_SCL(0); //拉低SCL，从机在SCL低电平期间写入SDA
}
return Byte; //返回接收到的一个字节数据
}
/**
* 函 数：I2C发送应答位
* 参 数：Byte 要发送的应答位，范围：0~1，0表示应答，1表示非应答
* 返 回 值：无
*/
void MyI2C_SendAck(uint8_t AckBit)
{
MyI2C_W_SDA(AckBit); //主机把应答位数据放到SDA线
MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，从机在SCL高电平期间，读取应答位
MyI2C_W_SCL(0); //拉低SCL，开始下一个时序模块
}
/**
* 函 数：I2C接收应答位
* 参 数：无
* 返 回 值：接收到的应答位，范围：0~1，0表示应答，1表示非应答
*/
uint8_t MyI2C_ReceiveAck(void)
{
uint8_t AckBit; //定义应答位变量
MyI2C_W_SDA(1); //接收前，主机先确保释放SDA，避免干扰从机的数据发送
MyI2C_W_SCL(1); //释放SCL，主机机在SCL高电平期间读取SDA
AckBit = MyI2C_R_SDA(); //将应答位存储到变量里
MyI2C_W_SCL(0); //拉低SCL，开始下一个时序模块
return AckBit; //返回定义应答位变量
}