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* 模块名称 : I2C总线驱动模块 RP2040
* 文件名称 : bsp_i2c_gpio.c
* 版 本 : V1.0
* 说 明 : 用gpio模拟i2c总线,
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* 修改记录 :
* 版本号 日期 作者 说明
* V1.0 2022-04-15 armfly 正式发布
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* Copyright (C), 2022-2032, 安富莱电子 [url=http://www.armfly.com]www.armfly.com[/url]
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*/
/*
应用说明：
在访问I2C设备前，请先调用 i2c_CheckDevice() 检测I2C设备是否正常，该函数会配置GPIO
*/
#include "bsp.h"
#define i2c_default i2c0
/* 定义I2C总线连接的GPIO端口, 用户只需要修改下面4行代码即可任意改变SCL和SDA的引脚 */
#define I2C_SCL_GPIO 0 /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define I2C_SCL_PIN 21 /* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define I2C_SDA_GPIO 0 /* 连接到SDA数据线的GPIO */
#define I2C_SDA_PIN 20 /* 连接到SDA数据线的GPIO */
/* 定义读写SCL和SDA的宏 */
#define I2C_SCL_1() BSP_SET_GPIO_1(I2C_SCL_GPIO, I2C_SCL_PIN) /* SCL = 1 */
#define I2C_SCL_0() BSP_SET_GPIO_0(I2C_SCL_GPIO, I2C_SCL_PIN) /* SCL = 0 */
#define I2C_SDA_1() BSP_SET_GPIO_1(I2C_SDA_GPIO, I2C_SDA_PIN) /* SDA = 1 */
#define I2C_SDA_0() BSP_SET_GPIO_0(I2C_SDA_GPIO, I2C_SDA_PIN) /* SDA = 0 */
#define I2C_SDA_CFG_OUT() gpio_set_dir(I2C_SDA_PIN, 1)
#define I2C_SDA_CFG_IN() gpio_set_dir(I2C_SDA_PIN, 0)
#define I2C_SDA_READ() (BSP_GET_GPIO(I2C_SDA_GPIO, I2C_SDA_PIN) != 0) /* 读SDA口线状态 */
#define I2C_SCL_READ() (BSP_GET_GPIO(I2C_SDA_GPIO, I2C_SCL_PIN) != 0) /* 读SCL口线状态 */
/*
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* 函 数 名: bsp_InitI2C
* 功能说明: 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
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*/
void bsp_InitI2C(void)
{
#if SOFT_CTRL_ENABLE == 1
gpio_init(I2C_SCL_PIN);
gpio_set_dir(I2C_SCL_PIN, 1); // SCL 输出
gpio_init(I2C_SDA_PIN);
gpio_set_dir(I2C_SDA_PIN, 1); // SDA 输入
gpio_pull_up(I2C_SDA_PIN);
gpio_pull_up(I2C_SCL_PIN);
/* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */
i2c_Stop();
#else
i2c_init(i2c_default, 200 * 1000);
gpio_set_function(I2C_SDA_PIN, GPIO_FUNC_I2C);
gpio_set_function(I2C_SCL_PIN, GPIO_FUNC_I2C);
gpio_pull_up(I2C_SDA_PIN);
gpio_pull_up(I2C_SCL_PIN);
/* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */
//i2c_Stop();
#endif
}
#if SOFT_CTRL_ENABLE == 1
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Delay
* 功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
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*/
static void i2c_Delay(void)
{
/*
CPU主频168MHz时，在内部Flash运行, MDK工程不优化。用台式示波器观测波形。
循环次数为5时，SCL频率 = 1.78MHz (读耗时: 92ms, 读写正常，但是用示波器探头碰上就读写失败。时序接近临界)
循环次数为10时，SCL频率 = 1.1MHz (读耗时: 138ms, 读速度: 118724B/s)
循环次数为30时，SCL频率 = 440KHz， SCL高电平时间1.0us，SCL低电平时间1.2us
上拉电阻选择2.2K欧时，SCL上升沿时间约0.5us，如果选4.7K欧，则上升沿约1us
实际应用选择400KHz左右的速率即可
*/
/* STM8S GPIO芯片，2us 4us 5us不成功, 6us成功，选7us留点余量 */
bsp_DelayUS(4);
}
/*
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* 函 数 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线启动信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Start(void)
{
I2C_SDA_CFG_OUT();
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */
I2C_SDA_1();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SDA_0();
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Stop(void)
{
I2C_SDA_CFG_OUT();
/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */
I2C_SDA_0();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SDA_1();
i2c_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_SendByte
* 功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
* 形 参: _ucByte ： 等待发送的字节
* 返 回 值: 无
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*/
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{
uint8_t i;
I2C_SDA_CFG_OUT();
/* 先发送字节的高位bit7 */
for (i = 0; i < 8; i++)
{
if (_ucByte & 0x80)
{
I2C_SDA_1();
}
else
{
I2C_SDA_0();
}
i2c_Delay();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
if (i == 7)
{
I2C_SDA_1(); // 释放总线
}
_ucByte <<= 1; /* 左移一个bit */
// i2c_Delay();
}
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_ReadByte
* 功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
* 形 参: 无
* 返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_ReadByte(void)
{
uint8_t i;
uint8_t value;
I2C_SDA_CFG_IN();
/* 读到第1个bit为数据的bit7 */
value = 0;
for (i = 0; i < 8; i++)
{
value <<= 1;
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
if (I2C_SDA_READ())
{
value++;
}
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
return value;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_WaitAck
* 功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{
uint8_t re;
I2C_SDA_CFG_IN();
I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_1(); /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */
i2c_Delay();
if (I2C_SDA_READ()) /* CPU读取SDA口线状态 */
{
re = 1;
}
else
{
re = 0;
}
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
return re;
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Ack
* 功能说明: CPU产生一个ACK信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Ack(void)
{
I2C_SDA_CFG_OUT();
I2C_SDA_0(); /* CPU驱动SDA = 0 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_NAck
* 功能说明: CPU产生1个NACK信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_NAck(void)
{
I2C_SDA_CFG_OUT();
I2C_SDA_1(); /* CPU驱动SDA = 1 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_CheckDevice
* 功能说明: 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
* 形 参: _Address：设备的I2C总线地址
* 返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
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*/
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
{
uint8_t ucAck;
if (I2C_SDA_READ() && I2C_SCL_READ())
{
i2c_Start(); /* 发送启动信号 */
/* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */
i2c_SendByte(_Address | I2C_WR);
ucAck = i2c_WaitAck(); /* 检测设备的ACK应答 */
i2c_Stop(); /* 发送停止信号 */
return ucAck;
}
return 1; /* I2C总线异常 */
}
#else
/*
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* 函 数 名: i2c_WriteBytes
* 功能说明: 发送一组数据
* 形 参: 无
* 返 回 值: 1 : ok 0: error
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_WriteBytes(uint8_t addr, const uint8_t *src, uint32_t len, bool nostop)
{
int err;
//PICO_OK = 0,
//PICO_ERROR_NONE = 0,
//PICO_ERROR_TIMEOUT = -1,
//PICO_ERROR_GENERIC = -2,
//PICO_ERROR_NO_DATA = -3,
err = i2c_write_blocking(i2c_default, addr, src, len, nostop);
if (err != PICO_OK)
{
return 0;
}
return 1; // 0K
}
/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_ReadBytes
* 功能说明: 读一组数据
* 形 参: 无
* 返 回 值: 1 : ok 0: error
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_ReadBytes(uint8_t addr, uint8_t *dst, uint32_t len, bool nostop)
{
int err;
err = i2c_read_blocking(i2c_default, addr, dst, len, nostop);
if (err != PICO_OK)
{
return 0;
}
return 1; // 0K
}
#endif
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发表于 2022-4-11 00:17:21
楼主
发表于 2022-4-15 08:10:05
