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stm32 freertos下基于hal库的模拟I2C驱动实现

news 2025/10/8 7:30:21

stm32 freertos下基于hal库的模拟I2C驱动实现

Chapter1 stm32 freertos下基于hal库的模拟I2C驱动实现
- 一前言
- 二代码实现
- - delay.c
  - delay.h
  - i2cc.c
  - i2cc.h
- 三总结
Chapter2 stm32cubeMX+FreeRTOS（2）——软件IIC和硬件IIC读写AT24CXX

Chapter1 stm32 freertos下基于hal库的模拟I2C驱动实现

原文链接

注意：
// 配置SCL和SDA引脚为开漏输出
SDA引脚模式设置,开漏输出,上拉, 这样就不用再设置IO方向了, 开漏输出的时候(=1), 也可以读取外部信号的高低电平。

一前言

最近调了一版freertos下基于hal库得模拟I2C驱动，非常实用，直接拷贝就能用，这里做下记录，主要用到如下四个文件：

delay.c
delay.h
i2cc.c
i2cc.h

二代码实现

delay.c


#include "main.h"
#include "delay.h"// achieve by DWT
void delay_init(void)
{CoreDebug->DEMCR |= CoreDebug_DEMCR_TRCENA_Msk;  // 使能 DWT 外设DWT->CYCCNT = 0;                                 // 清除计数器DWT->CTRL |= DWT_CTRL_CYCCNTENA_Msk;             // 使能 cycle counter
}void delay_us(uint16_t us)
{uint32_t cycles = us * (SystemCoreClock / 1000000);  // 72MHz 时，cycles = us × 72uint32_t start = DWT->CYCCNT;while ((DWT->CYCCNT - start) < cycles);
}void delay_ms(uint16_t ms)
{for(uint32_t i = 0;i < ms;i++)delay_us(1000);
}

delay.h

#ifndef BSP_DELAY_H_
#define BSP_DELAY_H_void delay_init(void);       /* 初始化延迟函数 */
void delay_ms(uint16_t nms);            /* 延时nms */
void delay_us(uint16_t nus);            /* 延时nus */#endif /* BSP_DELAY_H_ */

i2cc.c

#include "i2cc.h"
#include "delay.h"/*** @brief       IIC延时函数,用于控制IIC读写速度* @param       无* @retval      无*/
static void iic_delay(void)
{delay_us(2);    /* 2us的延时, 读写速度在250Khz以内 */
}/*** @brief       产生IIC起始信号* @param       无* @retval      无*/
void iic_start(void)
{IIC_SDA(1);IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SDA(0);     /* START信号: 当SCL为高时, SDA从高变成低, 表示起始信号 */iic_delay();IIC_SCL(0);     /* 钳住I2C总线，准备发送或接收数据 */iic_delay();
}/*** @brief       产生IIC停止信号* @param       无* @retval      无*/
void iic_stop(void)
{IIC_SDA(0);     /* STOP信号: 当SCL为高时, SDA从低变成高, 表示停止信号 */iic_delay();IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SDA(1);     /* 发送I2C总线结束信号 */iic_delay();
}/*** @brief       等待应答信号到来* @param       无* @retval      1，接收应答失败*              0，接收应答成功*/
uint8_t iic_wait_ack(void)
{uint8_t waittime = 0;uint8_t rack = 0;IIC_SDA(1);     /* 主机释放SDA线(此时外部器件可以拉低SDA线) */iic_delay();IIC_SCL(1);     /* SCL=1, 此时从机可以返回ACK */iic_delay();while (IIC_READ_SDA)    /* 等待应答 */{waittime++;if (waittime > 250){iic_stop();rack = 1;break;}}IIC_SCL(0);     /* SCL=0, 结束ACK检查 */iic_delay();return rack;
}/*** @brief       产生ACK应答* @param       无* @retval      无*/
void iic_ack(void)
{IIC_SDA(0);     /* SCL 0 -> 1  时 SDA = 0,表示应答 */iic_delay();IIC_SCL(1);     /* 产生一个时钟 */iic_delay();IIC_SCL(0);iic_delay();IIC_SDA(1);     /* 主机释放SDA线 */iic_delay();
}/*** @brief       不产生ACK应答* @param       无* @retval      无*/
void iic_nack(void)
{IIC_SDA(1);     /* SCL 0 -> 1  时 SDA = 1,表示不应答 */iic_delay();IIC_SCL(1);     /* 产生一个时钟 */iic_delay();IIC_SCL(0);iic_delay();
}/*** @brief       IIC发送一个字节* @param       data: 要发送的数据* @retval      无*/
void iic_send_byte(uint8_t data)
{uint8_t t;for (t = 0; t < 8; t++){IIC_SDA((data & 0x80) >> 7);    /* 高位先发送 */iic_delay();IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SCL(0);data <<= 1;     /* 左移1位,用于下一次发送 */}IIC_SDA(1);         /* 发送完成, 主机释放SDA线 */
}/*** @brief       IIC读取一个字节* @param       ack:  ack=1时，发送ack; ack=0时，发送nack* @retval      接收到的数据*/
uint8_t iic_read_byte(uint8_t ack)
{uint8_t i, receive = 0;for (i = 0; i < 8; i++ )    /* 接收1个字节数据 */{receive <<= 1;  /* 高位先输出,所以先收到的数据位要左移 */IIC_SCL(1);iic_delay();if (IIC_READ_SDA){receive++;}IIC_SCL(0);iic_delay();}if (!ack){iic_nack();     /* 发送nACK */}else{iic_ack();      /* 发送ACK */}return receive;
}

i2cc.h


#ifndef _I2CC_H_
#define _I2CC_H_#include "main.h"
#include "data.h"/******************************************************************************************/
/* 引脚 定义 */#define IIC_SCL_GPIO_PORT               I2C_SCL_GPIO_Port
#define IIC_SCL_GPIO_PIN                I2C_SCL_Pin
#define IIC_SDA_GPIO_PORT               I2C_SDA_GPIO_Port
#define IIC_SDA_GPIO_PIN                I2C_SDA_Pin
/******************************************************************************************//* IO操作 */
#define IIC_SCL(x)        do{ x ? \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SCL_GPIO_PORT, IIC_SCL_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SCL_GPIO_PORT, IIC_SCL_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \}while(0)       /* SCL */#define IIC_SDA(x)        do{ x ? \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \}while(0)       /* SDA */#define IIC_READ_SDA     HAL_GPIO_ReadPin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN) /* 读取SDA *//* IIC所有操作函数 */
void iic_start(void);           /* 发送IIC开始信号 */
void iic_stop(void);            /* 发送IIC停止信号 */
void iic_ack(void);             /* IIC发送ACK信号 */
void iic_nack(void);            /* IIC不发送ACK信号 */
uint8_t iic_wait_ack(void);     /* IIC等待ACK信号 */
void iic_send_byte(uint8_t txd);/* IIC发送一个字节 */
uint8_t iic_read_byte(unsigned char ack);/* IIC读取一个字节 */
void get_tempare(void);#endif /* _I2CC_H_ */