ARM:作业4

发布时间:2023年12月20日

编写主机读取温湿

代码:

iic.h

#ifndef __IIC_H__
#define __IIC_H__
#include "stm32mp1xx_gpio.h"
#include "stm32mp1xx_rcc.h"
#include "gpio.h"
/* 通过程序模拟实现I2C总线的时序和协议
 * GPIOF ---> AHB4
 * I2C1_SCL ---> PF14
 * I2C1_SDA ---> PF15
 *
 * */

#define SET_SDA_OUT     do{GPIOF->MODER &= (~(0x3 << 30)); \
							GPIOF->MODER |= (0x1 << 30);}while(0)
#define SET_SDA_IN      do{GPIOF->MODER &= (~(0x3 << 30));}while(0)

#define I2C_SCL_H       do{GPIOF->BSRR |= (0x1 << 14);}while(0)
#define I2C_SCL_L       do{GPIOF->BRR |= (0x1 << 14);}while(0)

#define I2C_SDA_H       do{GPIOF->BSRR |= (0x1 << 15);}while(0)
#define I2C_SDA_L       do{GPIOF->BRR |= (0x1 << 15);}while(0)

#define I2C_SDA_READ    (GPIOF->IDR & (0x1 << 15))

void delay_us(void);
void i2c_init(void);
void i2c_start(void);
void i2c_stop(void);
void i2c_write_byte(unsigned char  dat);
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack);
unsigned char i2c_wait_ack(void);       
void i2c_ack(void);
void i2c_nack(void);

#endif 

si7006.h

#ifndef __SI7006_H__
#define __SI7006_H__

#include "iic.h"
#define     SI7006_SLAVE   0x40

void si7006_init(void);

unsigned short si7006_read_hum_data(unsigned char slave_addr, unsigned char cmd_code);
short si7006_read_temp_data(unsigned char slave_addr, unsigned char cmd_code);


#endif //__SI7006_H__

iic.c

#include "iic.h"

extern void printf(const char* fmt, ...);
/*
 * 函数名 : delay_us
 * 函数功能:延时函数
 * 函数参数:无
 * 函数返回值:无
 * */
void delay_us(void)
{
	unsigned int i = 2000;
	while(i--);
}
/*
 * 函数名 : i2c_init
 * 函数功能: i2C总线引脚的初始化, 通用输出,推挽输出,输出速度,
 * 函数参数:无
 * 函数返回值:无
 * */
void i2c_init(void)
{
 	// 使能GPIOF端口的时钟
	RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x1 << 5);
	// 设置PF14,PF15引脚为通用的输出功能
	GPIOF->MODER &= (~(0xF << 28));
	GPIOF->MODER |= (0x5 << 28);
	// 设置PF14, PF15引脚为推挽输出
	GPIOF->OTYPER &= (~(0x3 << 14));
	// 设置PF14, PF15引脚为高速输出
	GPIOF->OSPEEDR |= (0xF << 28);
	// 设置PF14, PF15引脚的禁止上拉和下拉
	GPIOF->PUPDR &= (~(0xF << 28));
	// 空闲状态SDA和SCL拉高 
	I2C_SCL_H;
	I2C_SDA_H;
}



/*
 * 函数名:i2c_start
 * 函数功能:模拟i2c开始信号的时序
 * 函数参数:无
 * 函数返回值:无
 * */
void i2c_start(void)
{
	/*
	 * 开始信号:时钟在高电平期间,数据线从高到低的变化
	 *     --------
	 * SCL         \
	 *              --------
	 *     ----
	 * SDA     \
	 *          --------
	 * */	
	//保证数据线PF15是输出
	SET_SDA_OUT;
	//空闲状态时钟线和数据线拉高
	I2C_SCL_H;
	I2C_SDA_H;
	delay_us();
	I2C_SDA_L;
	delay_us();
	I2C_SCL_L;
}

/*
 * 函数名:i2c_stop
 * 函数功能:模拟i2c停止信号的时序
 * 函数参数:无
 * 函数返回值:无
 * */

void i2c_stop(void)
{
	/*
	 * 停止信号 : 时钟在高电平期间,数据线从低到高的变化 
	 *             ----------
	 * SCL        /
	 *    --------
	 *    ---         -------
	 * SDA   X       /
	 *    --- -------
	 * */

	//保证数据线PF15是输出
	SET_SDA_OUT;
	//空闲状态时钟线和数据线拉高
	I2C_SCL_L;
	I2C_SDA_L;
	delay_us();
	I2C_SDA_H;
	delay_us();
	I2C_SCL_H;
}

/*
 * 函数名: i2c_write_byte
 * 函数功能:主机向i2c总线上的从设备写8bits数据
 * 函数参数:dat : 等待发送的字节数据
 * 函数返回值: 无
 * */

void i2c_write_byte(unsigned char dat)
{
	/*
	 * 数据信号:时钟在低电平期间,发送器向数据线上写入数据
	 * 			时钟在高电平期间,接收器从数据线上读取数据 
	 *      ----          --------
	 * 	SCL     \        /        \
	 *           --------          --------
	 *      -------- ------------------ ---
	 * 	SDA         X                  X
	 *      -------- ------------------ ---
	 *
	 *      先发送高位在发送低位 
	 * */
	
	unsigned int i; 
    SET_SDA_OUT; 
    for(i=0;i<8;i++) 
    { 
        I2C_SCL_L; 
         
        delay_us(); 
         
        if(dat &0x80) 
        { 
            I2C_SDA_H; 
        } 
        else 
        { 
            I2C_SDA_L; 
        } 
        delay_us(); 
        I2C_SCL_H; 
        delay_us(); 
        delay_us(); 
        dat <<=1; 
 
    }

}

/*
 * 函数名:i2c_read_byte
 * 函数功能: 主机从i2c总线上的从设备读8bits数据, 
 *          主机发送一个应答或者非应答信号
 * 函数参数: 0 : 应答信号   1 : 非应答信号
 * 函数返回值:读到的有效数据
 *
 * */
unsigned char i2c_read_byte(unsigned char ack)
{
	/*
	 * 数据信号:时钟在低电平期间,发送器向数据线上写入数据
	 * 			时钟在高电平期间,接收器从数据线上读取数据 
	 *      ----          --------
	 * 	SCL     \        /        \
	 *           --------          --------
	 *      -------- ------------------ ---
	 * 	SDA         X                  X
	 *      -------- ------------------ ---
	 *
	 *      先接收高位, 在接收低位 
	 * */

	 unsigned int i;
	 unsigned char s;
	 for(i = 0 ; i < 8 ; i++)
	 {
		 I2C_SCL_L;
		 delay_us();
		 delay_us();
		 I2C_SCL_H;
		 delay_us();

		 s <<=1;
		 if(I2C_SDA_READ)
		 {
			 s |=0x1;
		 }
		 delay_us();
	 }
	 if(!ack)
		 i2c_ack();
	 else
		i2c_nack();
	 return s;

}
/*
 * 函数名: i2c_wait_ack
 * 函数功能: 主机作为发送器时,等待接收器返回的应答信号
 * 函数参数:无
 * 函数返回值:
 *					0:接收到的应答信号
 *                  1:接收到的非应答信号
 * */
unsigned char i2c_wait_ack(void)
{
	/*
	 * 主机发送一个字节之后,从机给主机返回一个应答信号
	 *
	 *                   -----------
	 * SCL              /   M:读    \
	 *     -------------             --------
	 *     --- ---- --------------------
	 * SDA    X    X
	 *     ---      --------------------
	 *     主  释   从机    主机
	 *     机  放   向数据  读数据线
	 *         总   线写    上的数据
	 *         线   数据
	 * */	
	I2C_SCL_L; 
    delay_us(); 
    I2C_SDA_H; 
    delay_us(); 
    SET_SDA_IN; 
 
    I2C_SCL_H; 
    if(I2C_SDA_READ) 
    { 
        return 1; 
    } 
    I2C_SCL_L; 
    return 0; 

} 
/*
 * 函数名: iic_ack
 * 函数功能: 主机作为接收器时,给发送器发送应答信号
 * 函数参数:无
 * 函数返回值:无
 * */
void i2c_ack(void)
{
	/*            --------
	 * SCL       /        \
	 *    -------          ------
	 *    ---
	 * SDA   X 
	 *    --- -------------
	 * */

	 SET_SDA_OUT;
	 I2C_SCL_L;
	 delay_us();
	 I2C_SDA_L;
	 delay_us();
	 I2C_SCL_H;
	 delay_us();
	 I2C_SCL_L;
	 delay_us();

}
/*
 * 函数名: iic_nack
 * 函数功能: 主机作为接收器时,给发送器发送非应答信号
 * 函数参数:无
 * 函数返回值:无
 * */
void i2c_nack(void)
{
	/*            --------
	 * SCL       /        \
	 *    -------          ------
	 *    --- ---------------
	 * SDA   X 
	 *    --- 
	 * */	

	 SET_SDA_OUT;
	 I2C_SCL_L;
	 delay_us();
	 I2C_SDA_H;
	 delay_us();
	 I2C_SCL_H;
	 delay_us();
	 I2C_SCL_L;
	 delay_us();
}


si7006.c

#include "iic.h"
#include "si7006.h"
void deley(int ms)
{
  int i,j;
  for(i=0;i<ms;i++)
  {
    for(j=0;j<2000;j++);
  }
}
/*
 * 函数名:si7006_init
 * 函数功能:SI7006芯片的初始化
 * 函数参数:无
 * 函数返回值:无
*/ 
//往SI7006芯片0XE6写入0X3A
void si7006_init(void)
{
  //I2初始化
  i2c_init();
  //发送起始信号
  i2c_start();
  //主机发送7位从机地址+1位写位
  i2c_write_byte(0X40<<1|0);
  //等待从机回应
  i2c_wait_ack();
  //发送寄存器地址
  i2c_write_byte(0XE6);
  //等待从机回应
  i2c_wait_ack();
  //发送要写的数据
  i2c_write_byte(0X3A);
  //等待从机回应
  i2c_wait_ack();
  //发送终止信号
  i2c_stop();

}
/*
 * 函数名:si7006_read_hum_data
 * 函数功能:读取SI7006的湿度转换结果
 * 函数参数:
 *     slave_addr : 从机地址
 *     cmd_code : 命令码
 * 函数返回值:湿度测量的数字量
*/
unsigned short si7006_read_hum_data(unsigned char slave_addr, 
    unsigned char cmd_code)
{
  unsigned short dat;//保存读取到的湿度数据
  unsigned char dat_h,dat_l;//保存读取到的数据的高八位和低八位
  //发送起始信号
  i2c_start();
  //主机发送7位从机地址+1位写位
  i2c_write_byte(slave_addr<<1|0);
  //等待从机回应
  i2c_wait_ack();
  //发送寄存器地址
  i2c_write_byte(cmd_code);
  //等待从机回应
  i2c_wait_ack();
  //发送第二次起始信号
   i2c_start();
  //主机发送7位从机地址+1位写位
  i2c_write_byte(slave_addr<<1|1);
  //等待从机回应
  i2c_wait_ack();
  //延时等待从机测量数据
   deley(100);
   //读取数据的高8位
   dat_h=i2c_read_byte(0);//读取完毕发送应答信号
   //读取数据的低8位
   dat_l=i2c_read_byte(1);//读取完毕发送非应答信号
   //发送停止信号
   i2c_stop();
   //将读取到的数据整合到一起
   dat=(dat_h<<8)|dat_l;
   return dat;
}
/*
 * 函数名:si7006_read_temp_data
 * 函数功能:读取SI7006的温度转换结果
 * 函数参数:
 *     slave_addr : 从机地址
 *     cmd_code : 命令码 寄存器地址
 * 函数返回值:温度测量的数字量
*/
short si7006_read_temp_data(unsigned char slave_addr, 
    unsigned char cmd_code)
{
   short dat;//保存读取到的温度数据
   char dat_h,dat_l;//保存读取到的数据的高八位和低八位
  //发送起始信号
  i2c_start();
  //主机发送7位从机地址+1位写位
  i2c_write_byte(slave_addr<<1|0);
  //等待从机回应
  i2c_wait_ack();
  //发送寄存器地址
  i2c_write_byte(cmd_code);
  //等待从机回应
  i2c_wait_ack();
  //发送第二次起始信号
   i2c_start();
  //主机发送7位从机地址+1位写位
  i2c_write_byte(slave_addr<<1|1);
  //等待从机回应
  i2c_wait_ack();
  //延时等待从机测量数据
   deley(100);
   //读取数据的高8位
   dat_h=i2c_read_byte(0);//读取完毕发送应答信号
   //读取数据的低8位
   dat_l=i2c_read_byte(1);//读取完毕发送非应答信号
   //发送停止信号
   i2c_stop();
   //将读取到的数据整合到一起
   dat=(dat_h<<8)|dat_l;
   return dat;
}

main.c

#include "si7006.h"

//封装延时函数

void delay_ms(int ms)

{

	int i,j;

	for(i=0;i<ms;i++)

	{

		for(j=0;j<2000;j++);

	}

}

int main()

{

	short tem,hum;//用于保存 温度数据和湿度数据

	//进行SI7006的初始化

	si7006_init();

	while(1)

	{

		//读取湿度

		hum=si7006_read_hum_data(0X40,0XE5);

		//读取温度

		tem=si7006_read_temp_data(0X40,0XE3);

		//将温度数据和湿度数据按照转换公式进行转换

		hum=125*hum/65536-6;

		tem=175.72*tem/65536-46.85;

		delay_ms(1000);//延时打印

		//将获取到的数据打印到串口

		printf("hum:%d\n",hum);

		printf("tem:%d\n",tem);



	}

	return 0;

}

运行结果:

文章来源:https://blog.csdn.net/zxrqwe/article/details/134981194
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