1 i2c.c

/** * @brief SHT使用模拟30温湿度传感器IIC读取数据 */  #include <stdint.h> #include "sht30.h" #include "crc.h"   /** * @brief i2c延迟函数，延迟时间 > 4us * @param 无 * @retval 无 * @note 可用逻辑分析仪测量I2C通信时频率工作条件 */ static void i2c_delay(void) { 
             int i;          for (i=0; i<10; i )     { 
                 asm("nop");    // 空语句     } }   /** * @brief i2c SCL 拉高 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_scl_high(void) { 
             HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SCL_PORT, SHT30_SCL_PIN, GPIO_PIN_SET); }   /** * @brief i2c SCL 拉低 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_scl_low(void) { 
             HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SCL_PORT, SHT30_SCL_PIN, GPIO_PIN_RESET); }   /** * @brief i2c SDA 拉高 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_sda_high(void) { 
             HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SDA_PORT, SHT30_SDA_PIN, GPIO_PIN_SET); }   /** * @brief i2c SDA 拉低 * @param 无 * @retval 无 */ static void i2c_sda_low(span class="token keyword">void)
{ 
        
    HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SDA_PORT, SHT30_SDA_PIN, GPIO_PIN_RESET);
}


/** * @brief 读取SDA线上的值 * @param 无 * @retval 读取到的值，0或1 */
static uint8_t i2c_read_sda_value(void)
{ 
        
    return HAL_GPIO_ReadPin(SHT30_SDA_PORT, SHT30_SDA_PIN);;
}


/** * @brief i2c的起始信号 * @param 无 * @retval 无 */
static void i2c_start(void)
{ 
        
    /* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */
    i2c_scl_high();  
    i2c_sda_high();
    i2c_delay();
    
    i2c_sda_low();
    i2c_delay();
    
    i2c_scl_low(); 
    i2c_delay();
}


/** * @brief i2c的停止信号 * @param 无 * @retval 无 */
static void i2c_stop(void)
{ 
        
	/* 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_low();
	i2c_scl_high();
	i2c_delay();
    
	i2c_sda_high();    
}


/** * @brief i2c 发送一个字节 * @param 要发送的数据 * @retval 无 */
void i2c_write_byte(uint8_t data)
{ 
        
	uint8_t i;

    i2c_scl_low(); 
    i2c_delay();
    
	/* 先发送字节的高位 bit7 */
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{ 
        		
		if (data & 0x80)
		{ 
        
			i2c_sda_high();
		}
		else
		{ 
        
			i2c_sda_low();
		}
		i2c_delay();
        
		i2c_scl_high();
		i2c_delay();	
		i2c_scl_low(); 
        
		if (i == 7)
		{ 
        
			 i2c_sda_high(); // 释放总线
		}
		data <<= 1;	             // 左移一个bit
		i2c_delay();
	}
}


/** * @brief i2c 读取一个字节 * @param 无 * @retval 无 */
uint8_t i2c_read_byte(void)
{ 
        
	uint8_t i;
	uint8_t value;

	/* 读到第1个bit为数据的bit7 */
	value = 0;
	for (i = 0; i < 8; i++)
	{ 
        
		value <<= 1;
		i2c_scl_high();
		i2c_delay();
		if (i2c_read_sda_value() != 0)
		{ 
        
			value++;
		}
        
		i2c_scl_low();
		i2c_delay();
	}
    
	return value;
}


/** * @brief CPU等待从设备的应答信号 * @param 无 * @retval 0表示正确应答，1表示无应答 */
static uint8_t i2c_wait_ack(void)
{ 
        
	uint8_t ret;

	i2c_sda_high();	/* CPU释放SDA总线 */
	i2c_delay();
    
	i2c_scl_high();	/* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */
	i2c_delay();
	if ( i2c_read_sda_value() == 1 )	/* CPU读取SDA口线状态 */
	{ 
        
		ret = 1;
	}
	else
	{ 
        
		ret = 0;
	}
    
	i2c_scl_low();
	i2c_delay();
    
	return ret;
}



/** * @brief CPU产生一个ACK信号 * @param 无 * @retval 无 */
static void i2c_ack(void)
{ 
        
	i2c_sda_low();	/* CPU驱动SDA = 0 */
	i2c_delay();
    
	i2c_scl_high();	/* CPU产生1个时钟 */
	i2c_delay();
	
    i2c_scl_low();
	i2c_delay();
	
    i2c_sda_high();	/* CPU释放SDA总线 */
}


/** * @brief CPU产生一个 NACK 信号 * @param 无 * @retval 无 */
static void i2c_Nack(void)
{ 
        
	i2c_sda_high();	/* CPU驱动SDA = 1 */
	i2c_delay();
    
	i2c_scl_high();	/* CPU产生1个时钟 */
	i2c_delay();
	
    i2c_scl_low();
	i2c_delay();	
}


/** * @brief i2c 发送多个字节 * @param 要发送的从机的地址 * @param 指向要写入的的数据的指针 * @param 要写入的数据的长度 * @retval 成功返回0，失败返回-1 */
int i2c_write_bytes(uint8_t addr, uint8_t *write_buff, uint8_t buff_size )
{ 
        
    uint16_t i, j;
    
    // 1. 发送一个停止信号
    i2c_stop();
    
    /* 通过检查器件应答的方式，判断内部写操作是否完成, 一般小于 10ms CLK频率为200KHz时，查询次数为30次左右 */
    for (i=0; i<SHT30_INQUIRE_CNT; i++)
    { 
        				
        // 2. 发起I2C总线启动信号
        i2c_start();
        
        // 3. 发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读
        i2c_write_byte(addr<<1 | I2C_WRITE );	
        
        // 4. 发送一个时钟，判断器件是否正确应答 
        if (i2c_wait_ack() == 0)
        { 
        
            break;
        }
    }
    if (i  == SHT30_INQUIRE_CNT)
    { 
        
        goto cmd_fail;	// 写超时
    }
    
    for (i=0; i<buff_size; ++i)
    { 
        
        for (j=0; j<SHT30_INQUIRE_CNT; j++)
        { 
        
            // 5. 发送数据
            i2c_write_byte(write_buff[i]);
        
            // 6. 等待ACK 
            if (i2c_wait_ack() == 0)
            { 
        
                break;
            }
        }
        
        if (j == SHT30_INQUIRE_CNT)
        { 
        
            goto cmd_fail;	    /* 从器件无应答 */
        }
    }
    
    
    // 7. 发送停止信号
    i2c_stop();
    
    return 0;
    
cmd_fail:
    i2c_stop();       // 发送写超时
    return -1;
}

/** * @brief i2c 发送多个字节 * @param 要发送的从机的地址 * @param 指向要读取的数据的指针 * @param 要读取的数据的长度 * @retval 成功返回0，失败返回-1 */
int i2c_read_bytes(uint8_t addr, uint8_t *read_buff, uint8_t buff_size)
{ 
        
    uint16_t i;
   
    for (i=0; i<SHT30_INQUIRE_CNT; i++)
    { 
        				
        /* 1. 发起I2C总线启动信号 */
        i2c_start();
        
        /* 2. 读的话，先写入从机地址 */
        i2c_write_byte(addr<<1 | I2C_WRITE);	
        
        /* 3. 发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ 
        if (i2c_wait_ack() == 0)
        { 
        
            break;
        }
    }
    if (i  == SHT30_INQUIRE_CNT)
    { 
        
        goto cmd_fail;	// 写超时
    }
    

    for (i=0; i<SHT30_INQUIRE_CNT; i++)
    { 
        				
        /* 4. 重新启动I2C总线。前面的代码的目的是传送地址，下面开始读取数据 */
        i2c_start();
        
        /* 5. 发送读控制 */
        i2c_write_byte(addr<<1 | I2C_READ);	
        
        /* 6. 发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ 
        if (i2c_wait_ack() == 0)
        { 
        
            break;
        }
    }
    if (i  == SHT30_INQUIRE_CNT)
    { 
        
        goto cmd_fail;	// 写超时
    }
    
    
    /* 7. 循环读取数据 */
	for (i=0; i<buff_size; i++)
	{ 
        
		read_buff[i] = i2c_read_byte();	/* 读1个字节 */
		
		/* 每读完1个字节后，需要发送Ack， 最后一个字节不需要Ack，发Nack */
		if (i != buff_size - 1)
		{ 
        
			i2c_ack();	// 中间字节读完后，CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0)
		}
		else
		{ 
        
			i2c_Nack();	// 最后1个字节读完后，CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1)
		}
	}
    
	/* 8. 发送I2C总线停止信号 */
	i2c_stop();
    
	return 0;	/* 执行成功 */
    
cmd_fail:
    i2c_stop();       // 发送写超时
    return -1;
}

/** * @brief I2C初始化 * @param 无 * @retval 无 */
void i2c_init(void)
{ 
        
	i2c_stop();
}


/** * @brief 读取sht30温湿度传感器的值 * @param 指向存储温度值的指针 * @param 指向存储湿度值的指针 * @retval 成功返回0，失败返回-1 */
int read_sht30_data(float *temp, float *humi)
{ 
        	
	uint8_t writeData[2] = { 
        0x2C, 0x06};
    uint8_t readData[6] = { 
        0};
    
	do
	{ 
        	
        if (i2c_write_bytes(SHT30_ADDR, writeData, 2) == -1)
        { 
        
            return -1;
        }
        HAL_Delay(20);
        if (i2c_read_bytes(SHT30_ADDR, readData, 6) == -1)
        { 
        
            return -1;
        }
	}while( Crc8(&readData[0], 2)!=readData[2] || Crc8(&readData[3], 2)!=readData[5] );

	*temp = (1.0*175*(readData[0]*256 + readData[1])) / 65535.0 - 45;
	*humi = (1.0*100*(readData[3]*256 + readData[4])) / 65535.0;
    
    return 0;
}

2 i2c.h

#ifndef _SHT30_H_
#define _SHT30_H_

#include "stm32l0xx_hal.h"


#define I2C_WRITE (0)
#define I2C_READ (1)

#define SHT30_INQUIRE_CNT (500)
#define SHT30_ADDR (0x44) 

#define SHT30_SCL_PORT GPIOB
#define SHT30_SCL_PIN GPIO_PIN_7 // GPIO_MODE_OUTPUT_PP
#define SHT30_SDA_PORT GPIOB
#define SHT30_SDA_PIN GPIO_PIN_6 // GPIO_MODE_OUTPUT_OD

void i2c_init(void);

int read_sht30_data(float *temp, float *humi);

#endif /* sht30.h */

3 crc.c

/** * @brief CRC8和CRC16校验 */

#include "crc.h"

     
/** * @brief crc8校验函数，多项式为 x^8 + x^5 + x^4 + 1 * @param data 要校验的数据 * @param len 要校验的数据的字节数 * @retval 校验结果 * @note 该校验适合SHT3温湿度传感器的数据校验 */
uint8_t Crc8(uint8_t *data, int len)
{ 
        
     const uint8_t POLYNOMIAL = 0x31;
     uint8_t crc = 0xFF;
     int i, j;
   
	 for (i=0; i<len; ++i) 
	 { 
        
     	crc ^= *data++;
 
     	for (j=0; j<8; ++j) 
		{ 
        
        	crc = ( crc & 0x80 )? (crc << 1) ^ POLYNOMIAL: (crc << 1);
       	}
  	 }
	
	 return crc;
}

/* CRC16校验表 */
const uint16_t crctalbeabs[] = { 
         
	0x0000, 0xCC01, 0xD801, 0x1400, 0xF001, 0x3C00, 0x2800, 0xE401, 
	0xA001, 0x6C00, 0x7800, 0xB401, 0x5000, 0x9C01, 0x8801, 0x4400 
};
 

/** * @brief crc8校验函数，多项式为 x^16 + x^15 + x^2 + 1 * @param ptr 要校验的数据 * @param len 要校验的数据的字节数 * @retval 校验结果 * @note 该校验适合Modbus的数据校验 */
uint16_t Crc16(uint8_t *ptr, uint16_t len) 
{ 
        
	uint16_t crc = 0xffff; 
	uint16_t i;
	uint8_t ch;
 
	for (i = 0; i < len; i++) { 
        
		ch = *ptr++;
		crc = crctalbeabs[(ch ^ crc) & 15] ^ (crc >> 4);
		crc = crctalbeabs[((ch >> 4) ^ crc) & 15] ^ (crc >> 4);
	} 
	
	return crc;
}

//const uint8_t crctablehi[] = { 
        
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
// 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
// 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,
// 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
// 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
// 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,
// 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,
// 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,
// 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,
// 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,
// 0x40
//};
///* Table of CRC values for low–order byte */
//const uint8_t crctablelo[] = { 
        
// 0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4,
// 0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,
// 0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD,
// 0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,
// 0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7,
// 0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,
// 0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE,
// 0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,
// 0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2,
// 0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,
// 0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB,
// 0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,
// 0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91,
// 0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,
// 0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88,
// 0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,
// 0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80,
// 0x40
//};
// 
//uint16_t Crc16(uint8_t *ptr, uint16_t len)
//{ 
        
// uint8_t crchi = 0xff;
// uint8_t crclo = 0xff; 
// uint16_t index;
// while (len--) 
// { 
        
// index = crclo ^ *ptr++; 
// crclo = crchi ^ crctablehi[index];
// crchi = crctablelo[index];
// }
// 
// return (crchi << 8 | crclo);
//}

4 crc.h

#ifndef _CRC_H_
#define _CRC_H_

#include <stdint.h>

uint8_t Crc8(uint8_t *data, int len);
uint16_t Crc16(uint8_t *ptr, uint16_t len); 

#endif /* crc.h */