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21.[STM32]I2C协议弄不懂,深挖时序图带你编写底层驱动

?? ??? 大家好,我叫你。DW,每天分享一些我学到的新知识,期待和大家一起进步 ?? ??? 系列专栏:STM32 开发板:STM32F103

??如有写得不好的地方欢迎大家指正?? 2022年7月3日创作时间

I2C(Inter-Integrated Circuit BUS) 总线由集成电路总线组成NXP公司设计主要用于主控制器和从器件之间的主从通信。IIC和SPI严格来说,界面是人们定义的软硬结合体,分为物理层和协议层。

下面,我将逐一介绍如何使用这三个重要的知识点,因为它涉及到SDA选择输出和输入模式,首先配置其输出和输入模式。

//模式配置 out input void I2C_Mode(u8 addr){   GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;    if(addr){  //out   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SDA;//PB0    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;///输出速率   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP;//推挽输出  }  else{  //Input   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = SCL;//PB1   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;//推挽输出  }   GPIO_Init(I2C_PROT,&GPIO_InitStructure);///初始化引脚 }

1: 输出模式

0 :输入模式

1.当SCL高电平时,SDA线上由被定义为

2.当SCL高电平时,SDA线上由被定义为

时序图可以知道,SCL和SDA默认情况下是高电平,需要延迟4.7us以上,我给它5us延迟,然后把SDA拉低,再延迟5us,同时把SCL拉低,然后编写起始条件时序代码。

//起始 void I2C_Start(void){   I2C_Mode(Out);  SCL_High;  SDA_High;  delay_us(5);  SDA_Low;  delay_us(5);  SCL_Low; }

时序图可以知道,SCL默认状态为高电平,SDA默认状态为低电平,需要延迟4.7us以上,我给它5us的延迟,把SDA拉高,再延迟5us,然后编写结束条件时序代码。

//结束 void I2C_Stop(void){   I2C_Mode(Out);  SDA_Low;  delay_us(5);  SCL_High;  delay_us(5);  SDA_High; }

每当主机发送机发送一个字节数据时,主机总是需要等待从机发出响应信号,以确认从机是否成功接收数据。从机响应主机所需的时钟仍由主机提供。响应出现在每个主机完成8个数据位传输后的时钟周期中,

从时序图可以看出,无论是响应状态还是非响应状态,SCL都是高电平,先把它们放在高电平上SCL拉高,然后延迟4us,再判断SDA的状态;

定义一个Time如果变量没有得到回应,它将被读取SDA数据位为1,发送停止信号,表示设备不存在,防止程序停止卡在此位置,然后返回非响应信号1;

如果读取到SDA数据位为0,表示响应,然后再次SCL拉低,延时4us,最后返回0,完成响应操作。

//非应答判断 u8 I2C_Write_Ack(void){   u8 Time;  I2C_Mode(Input);  SCL_High;  delay_us(4);        while(GPIO_ReadInputDataBit(I2C_PROT,SDA)){       if(  Time>250){         I2C_Stop();     return 1;//1 非应答    }   }   SDA_Low;//0 应答   delay_us(4);      return 0; }

时,当SCL在低电平时,允许数据发生变化,此时可以编写数据。那么,如何操作呢?首先,我们需要改变它SCL拉下,然后保持4us;然后选择输出模式,然后从高位开始bit一个bit写数据。

//写字节 void I2C_Write_Byte(u8 data){   SCL_Low;  delay_us(4);  for(u8 i=0;i<8;i  ){      I2C_Mode(Out);      if((data<<i)&0x80) SDA_High;   else   SDA_Low;      SCL_High;   delay_us(4);   SCL_Low;   delay_us(4);  } } 

选择输入模式,我们需要将SCL总线拉高,因为此时数据稳定有效,然后读取SDA如果数据SDA为高电平,data或上0x01.读完数据后,将SCL降低,最后返回dat。

//读数据
u8 I2C_Read_Data(void){
	
	u8 data;
	
	for(u8 i=0;i<8;i++){
	
		I2C_Mode(Input);
		SCL_High;
		delay_us(4);
		data<<=1;
		
		if(GPIO_ReadInputDataBit(I2C_PROT,SDA) == SET){
		
			data |= 0x01;
		}
		SCL_Low;
		delay_us(4);
	}
	return data;
}

        自此,三个部分的代码全部编写完毕,我们了解了这三张时序的原理和使用方法之后,接下来将告诉大家如何在这个基础上驱动具有I2C接口的OLED。

OLED简介

 

1.工作电压: 3.3V/5V 2.通信接口: 3-wire SPI, 4-wire SPI, I2C 3.屏幕类型: OLED 4.控制芯片: SSD1306 5.分辨率: 128*64(Pixel) 6.外形尺寸: 128*64(Pixel) 7.显示颜色: 黄蓝(双色块屏) 8.工作温度: -20°C ~ 70°C 9.存储温度: -30°C ~ 80°C 10.视角: >160

OLED通讯地址和寄存器地址 

        所有的I2C器件都会有硬件地址,即芯片的地址,由手册可以知道,,故我们定义的OLED器件地址为

#define OLED 0X78

总线时序图

  

由总线时序图可以知道, 要想进行发数据或者命令的流程如下: 

 

 依据上述步骤,我们编写的代码如下:

 

void OLED_Write_Cmd_Data(u8 cmd,u8 data){
	
	I2C_Start();
	I2C_Write_Byte(OLED);
	I2C_Write_Ack();
	
	
	if(!cmd){
	I2C_Write_Byte(0X00);
	I2C_Write_Ack();
	I2C_Write_Byte(data);
	}
	else{
	I2C_Write_Byte(0X40);
	I2C_Write_Ack();
	I2C_Write_Byte(data);
	}
	I2C_Write_Ack();
	I2C_Stop();
}

 至此,最重要的部分的代码已经编写完毕,其他关于OLED的说明在第九篇文章中已有详细清楚:

9.[STM32]0.96寸OLED难理解?不妨来看看这个。好了一起来看看效果吧!

 

 

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参考资料:

1.STM32固件库手册

2.正点原子STM32不完全手册_库函数版本

3.参考视频  参考文章  9.[STM32]0.96寸OLED难理解?不妨来看看这个

资料已上传,需要自取

标签: 集成电路2sa1013

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