GPIO软件模拟IIC时序--转载

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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

}

/***************************
19f12
***************

*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;

    }

}