Программный I2C для STM32

**G1KuL1N** · 13 августа, 2018

В общем понадобилось тут подвесить FRAM к STM32, а пины аппаратных I2C были уже заняты, ну решил не менять пины, а добавить себе на вооружение на всякий, программный I2C. То что удалось нагуглить либо работало криво, либо приходилось допиливать и допиливать. Ну и написал свой с блекджеком и ш.. Так как в сети примеров мало программного I2C на STM32 то решил поделиться. Вдруг кому пригодится. Работает с библиотекой HAL, поправить нужно только под свой камень и свои порты и все работает.

I2C.h

#ifndef __I2C_H_H__
#define __I2C_H_H__
// G1KuL1N
// ПОДКЛЮЧИТЬ БИБЛИОТЕКУ СВОЕГО КОНТРОЛЛЕРА

#include "stm32f4xx_hal.h"

// В CUBE MX порты I2C настроить на выход (либо в main.c вручну подать тактирование на нужны GPIO) 

//---подключение шины к пинам-----------------------------------------------------
#define SCL_I HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_15);   
#define SDA_I HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_14);
#define SCL_O HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_15, GPIO_PIN_RESET);
#define SDA_O HAL_GPIO_WritePin(GPIOC, GPIO_PIN_14, GPIO_PIN_RESET);
//--------------------------------------------------------------------------------
void i2c_init (void);               // Инициализация шины
void i2c_start_cond (void);        // Генерация условия старт
void i2c_restart_cond (void);      // Генерация условия рестарт
void i2c_stop_cond (void) ;       // Генерация условия стоп  
uint8_t i2c_send_byte (uint8_t data) ;      //Передать байт (вх. аргумент передаваемый байт) (возвращает 0 - АСК, 1 - NACK) 
uint8_t i2c_get_byte (uint8_t last_byte) ;  //Принять байт (если последний байт то входной аргумент = 1, если будем считывать еще то 0)(возвращает принятый байт)
//--------------------------------------------------------------------------------
// ПРИМЕР ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
//=========================================================================================
//   Запись uint16_t во внешнюю еепром (FRAM FM24CL64) или любой другой 24LC памяти, 
//	 две ячейки,  указывается адрес первой ячейки, следующая идет adr++
//=========================================================================================
//
//void FRAM_W_INT(uint16_t adr, uint16_t dat){
//i2c_start_cond ();
//i2c_send_byte (0xA2); //адрес чипа + что будем делать (записывать)
//i2c_send_byte    ((adr & 0xFF00) >> 8);  
//i2c_send_byte    (adr & 0x00FF);
//i2c_send_byte    ((dat & 0xFF00) >> 8);  
//i2c_send_byte    (dat & 0x00FF);
//i2c_stop_cond();
//}

//=========================================================================================
//   Считывание uint16_t из внешней еепром (FRAM FM24CL64) или любой другой 24LC памяти, 
//	 две ячейки,  указывается адрес первой ячейки, следующая идет adr++
//=========================================================================================
//uint16_t FRAM_R_INT(uint16_t adr){
//uint16_t dat;
//i2c_start_cond ();
//i2c_send_byte (0xA2);
//i2c_send_byte    ((adr & 0xFF00) >> 8);  
//i2c_send_byte    (adr & 0x00FF);
//i2c_restart_cond ();
//i2c_send_byte (0xA3);
//dat =  i2c_get_byte(0);	
//dat <<= 8; 
//dat |= i2c_get_byte(1);
//i2c_stop_cond();
//return dat;
//}

// G1KuL1N

#endif /* __I2C_H_H__ */

i2C.c

#include "I2C.h"

volatile uint8_t i2c_frame_error=0; 

//-----------------------------------------------------------
__STATIC_INLINE void Delay_us (uint32_t __IO us) //Функция задержки в микросекундах us
{
us *=(SystemCoreClock/1000000)/5;
	while(us--);
}

//----------------------------------------------------
void SCL_in (void) //функция отпускания SCL в 1, порт на вход (необходимо установить используемый порт) 
	{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
	}
//----------------------------------------------------
void SCL_out (void) //функция притягивания SCL в 0 (необходимо установить используемый порт) 
	{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_15;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
	SCL_O;
	}
//----------------------------------------------------
void SDA_in (void) //функция отпускания SDA в 1, порт на вход (необходимо установить используемый порт) 
	{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_14;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
	}
//----------------------------------------------------
void SDA_out (void) //функция притягивания SDA в 0 (необходимо установить используемый порт) 
	{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_14;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);
	SDA_O
	}

//----------------------------------------------------
void i2c_stop_cond (void)  // функция генерации условия стоп 
{
    uint16_t SCL, SDA;
		SCL_out(); // притянуть SCL (лог.0)
    Delay_us(10);
    SDA_out(); // притянуть SDA (лог.0)
    Delay_us(10);

    SCL_in(); // отпустить SCL (лог.1)
    Delay_us(10);
    SDA_in(); // отпустить SDA (лог.1)
    Delay_us(10);
    		
    // проверка фрейм-ошибки
    i2c_frame_error=0;		// сброс счётчика фрейм-ошибок
    SCL=SCL_I;
		SDA=SDA_I;
		if (SCL == 0) i2c_frame_error++;   // проберяем, чтобы на ноге SDA была лог.1, иначе выдаём ошибку фрейма
    if (SDA == 0) i2c_frame_error++;   // проберяем, чтобы на ноге SCL была лог.1, иначе выдаём ошибку фрейма
    Delay_us(40);
   }

void i2c_init (void) // функция инициализации шины
{
    i2c_stop_cond();   // стоп шины
    i2c_stop_cond();   // стоп шины
}
//----------------------------------------------------
void i2c_start_cond (void)  // функция генерации условия старт
{
		SDA_out(); // притянуть SDA (лог.0)
    Delay_us(10);
    SCL_out(); // притянуть SCL (лог.0)
    Delay_us(10);
}
//----------------------------------------------------
void i2c_restart_cond (void)   // функция генерации условия рестарт
{
    SDA_in(); // отпустить SDA (лог.1)
    Delay_us(10);
    SCL_in(); // отпустить SCL (лог.1)
    Delay_us(10);
    SDA_out(); // притянуть SDA (лог.0)
    Delay_us(10);
    SCL_out(); // притянуть SCL (лог.0)
    Delay_us(10);
}
//----------------------------------------------------
uint8_t i2c_send_byte (uint8_t data)  // функция  отправки байта  
{   
 uint8_t i;
 uint8_t ack=1;           //АСК, если АСК=1 – произошла ошибка
uint16_t SDA;   
	for (i=0;i<8;i++)
    {
        if (data & 0x80) 
				{
				SDA_in(); // лог.1
        }
				else 
				{
				SDA_out(); // Выставить бит на SDA (лог.0
				}
        Delay_us(10);
        SCL_in();   // Записать его импульсом на SCL       // отпустить SCL (лог.1)
        Delay_us(10);
        SCL_out(); // притянуть SCL (лог.0)
        data<<=1; // сдвигаем на 1 бит влево
					
    }
    SDA_in(); // отпустить SDA (лог.1), чтобы ведомое устройство смогло сгенерировать ACK
     Delay_us(10);
    SCL_in(); // отпустить SCL (лог.1), чтобы ведомое устройство передало ACK
     Delay_us(10);
    SDA=SDA_I;
		if (SDA==0x00) ack=1; else ack=0;    // Считать ACK

    SCL_out(); // притянуть SCL (лог.0)  // приём ACK завершён

    return ack; // вернуть ACK (0) или NACK (1)   

}
//----------------------------------------------------
uint8_t i2c_get_byte (uint8_t last_byte) // функция принятия байта
{
 uint8_t i, res=0;
	uint16_t SDA;
    SDA_in(); // отпустить SDA (лог.1)

    for (i=0;i<8;i++)
    {
        res<<=1;
        SCL_in(); // отпустить SCL (лог.1)      //Импульс на SCL
        Delay_us(10);
				SDA_in();
				SDA=SDA_I;
				if (SDA==1) res=res|0x01; // Чтение SDA в переменную  Если SDA=1 то записываем 1
        SCL_out(); // притянуть SCL (лог.0)
        Delay_us(10);
    }

    if (last_byte==0){ SDA_out();} // притянуть SDA (лог.0)     // Подтверждение, ACK, будем считывать ещё один байт
    else {SDA_in();} // отпустить SDA (лог.1)                 // Без подтверждения, NACK, это последний считанный байт
    Delay_us(10);
    SCL_in(); // отпустить SCL (лог.1)
    Delay_us(10);
    SCL_out(); // притянуть SCL (лог.0)
    Delay_us(10);
    SDA_in(); // отпустить SDA (лог.1)

    return res; // вернуть считанное значение
}

Реклама

Реклама: ООО ТД Промэлектроника, ИНН: 6659197470, Тел: 8 (800) 1000-321

**mail_robot** · 13 августа, 2018

редко пригождается конечно, но иногда вполне себе решение. Плюс

Реклама

20% скидка на весь каталог электронных компонентов в ТМ Электроникс!

Акция "Лето ближе - цены ниже", успей сделать выгодные покупки!

Плюс весь апрель действует скидка 10% по промокоду APREL24 + 15% кэшбэк и бесплатная доставка!

Перейти на страницу акции

Реклама: ООО ТМ ЭЛЕКТРОНИКС, ИНН: 7806548420, info@tmelectronics.ru, +7(812)4094849

**MasterElectric** · 14 августа, 2018

Программный I2C на HAL, такое себе решение. А таймеры все тоже закончились)

Реклама

Выбираем схему BMS для заряда литий-железофосфатных (LiFePO4) аккумуляторов

Обязательным условием долгой и стабильной работы Li-FePO4-аккумуляторов, в том числе и производства EVE Energy, является применение специализированных BMS-микросхем. Литий-железофосфатные АКБ отличаются такими характеристиками, как высокая многократность циклов заряда-разряда, безопасность, возможность быстрой зарядки, устойчивость к буферному режиму работы и приемлемая стоимость. Но для этих АКБ очень важен контроль процесса заряда и разряда для избегания воздействия внешнего зарядного напряжения после достижения 100% заряда. Инженеры КОМПЭЛ подготовили список таких решений от разных производителей. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

**G1KuL1N** · 14 августа, 2018

Это решение "в лоб", но работает, просто и быстро, написано за 20 минут так как горело, и с ходу рабочего решения не нашел. Задержку на таймере конечно лучше но необязательно, для ценителей программного времени там переделать 10 минут на таймер (хотя тот кто считает такты никогда в здравом уме не будет использовать программный i2C, когда есть аппаратный ). На HAL так как это встроено в большую программу которая работает с HAL. Понадобилось просто подвесить в проект FRAM но уже все было готово и переделывать было бы долго и нудно.

Реклама

Сравнительное тестирование аккумуляторов EVE Energy и Samsung типоразмера 18650

Инженеры КОМПЭЛ провели сравнительное тестирование аккумуляторов EVE и Samsung популярного для бытовых и индустриальных применений типоразмера 18650.

Для теста были выбраны аккумуляторы литий-никельмарганцевой системы: по два образца одного наименования каждого производителя – и протестированы на двух значениях тока разряда: 0,5 А и 2,5 А. Испытания проводились в нормальных условиях на электронной нагрузке EBD-USB от ZKEtech, а зарядка осуществлялась от лабораторного источника питания в режиме CC+CV в соответствии с рекомендациями в даташите на определенную модель. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Alex · 15 августа, 2018

10 us - много. Практически все I2C-девайсы работают на тактовой в 100 КГц, так что можно раза в 2 поднимать частоту смело. Или задефайнить её, чтобы пользователь сам указывал.

Реклама

Литиевые аккумуляторы EVE Energy и решения для управления перезаряжаемыми источниками тока (материалы вебинара)

Опубликованы материалы вебинара Компэл, посвященного литиевым аккумуляторам EVE Energy и решениям для управления перезаряжаемыми источниками тока.

На вебинаре мы представили информацию не только по линейкам аккумуляторной продукции EVE, но и по решениям для управления ею, что поможет рассмотреть эти ХИТ в качестве дополнительной альтернативы для уже выпускающихся изделий. Также рассмотрели нюансы работы с производителем и сервисы, предоставляемые Компэл по данной продукции. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

**mail_robot** · 15 августа, 2018

обычно для софтового i2c высокой скорости и не требуется. Но я думаю что не такая уж и проблема чуть допилить предложенное решение. А на HAL оно или нет, вообще никакой разницы. Да и сколько там HALа то? Записать пин, да прочитать. Переписать это на регистры 5 минут, да и того не стоит вообще

Изменено 15 августа, 2018 пользователем mail_robot

Реклама

Литиевые батарейки и аккумуляторы от мирового лидера EVE в Компэл

Компания Компэл, официальный дистрибьютор EVE Energy, бренда №1 по производству химических источников тока (ХИТ) в мире, предлагает продукцию EVE как со склада, так и под заказ. Компания EVE широко известна в странах Европы, Америки и Юго-Восточной Азии уже более 20 лет. Недавно EVE была объявлена поставщиком новых аккумуляторных элементов круглого формата для электрических моделей «нового класса» компании BMW.

Продукция EVE предназначена для самого широкого спектра применений – от бытового до промышленного. Подробнее>>

Реклама: АО КОМПЭЛ, ИНН: 7713005406, ОГРН: 1027700032161

Alex · 15 августа, 2018

33 минуты назад, mail_robot сказал:

обычно для софтового i2c высокой скорости и не требуется

Прочтите, пожалуйста, ещё раз мой пост и попытайтесь понять, о чём я там написал.

**mail_robot** · 15 августа, 2018

вы слишком акцентируете именно на своем посте

Alex · 16 августа, 2018

Если Вы отвечали не мне - прошу пардону... Ибо между моим постом и Вашим нет никакой логической связи.

**MasterElectric** · 16 августа, 2018

интересно сколько за время передачи пакета по i2c, F4 успеет прос..ть полезной работы на блокирующих Delay. Неужели нельзя столь медленный интерфейс реализовать на таймере. выдавливать биты в прерывании таймера, самый лучший вариант это битбандинг для размотки параллельных данных в последовательность бит.

Изменено 16 августа, 2018 пользователем MasterElectric

**G1KuL1N** · 16 августа, 2018

Уважаемый MasterElectric я выше уже ответил по этому поводу, не спорю с таймером лучше, но если ценим процессорное время - юзаем аппаратный I2C, и нет больше никаких "самых лучших вариантов". Во-вторых когда мне понадобился срочно программный I2C, если-б я залез сюда на форум, наткнулся бы на Ваш пост с программным I2C с таймерами и бит-бандингом, я бы включил его себе с мыслью: вот чел молодец какой, выложил не поленился, спасибо ему. Так что как есть, так есть.

**Геннадий** · 16 августа, 2018

Разве I2C перестал поддерживать до 127 устройств на двух пинах? Или же FRAM не делит шину ни с кем?

**G1KuL1N** · 16 августа, 2018

Пины аппартаного I2C заняты плата разведена, FRAM навесом

**mail_robot** · 16 августа, 2018

у человека в первом посте все конкретно расписано что и зачем и в каких случаях. Чего накинулись то? Узкая специальная задача, применение которой - раз в сто лет заткнуть аппаратную дырку

artos5 · 14 апреля, 2019

В 13.08.2018 в 10:55, G1KuL1N сказал:

В общем понадобилось тут подвесить FRAM к STM32

Спасибо! По твоему примеру , запустил у себя еепром 24с08 в связке с STM32F100!

8 февраля, 2020

Столкнулся с тем, что в STM32F103С8T6 и STM32F10RBT6 при работе с I2C через HAL начинает глючить USB. Думаю попробовать прикрутить софтовую реализацию -- и нашел вашу. Большое спасибо!

28 апреля, 2020

Переплутал SDA/SCL линии в плате прототипа, а на исправление нужно много времени, пришлось искать обходной путь. Софтварная реализация спасла меня

**Aleksandr Z** · 6 марта

В этом коде адрес передаётся полностью.

//------------------------------------------------
//#define EEP_SIZE 1024 // 24C08
#define EEP_SIZE 2048 // 24C16
#define ADDR_H_MASK ((EEP_SIZE - 1) >> 8)

void EEPROM_Write16(uint16_t addr, uint16_t data)
{
	uint8_t addr_h = addr >> 8;
	
	addr_h &= ADDR_H_MASK;// mask 2 kByte if eeprom 24C16
	addr_h <<= 1;// shift 1
	addr_h |= SLAVE_OWN_ADDRESS;// |= 0xA0
	addr_h |= I2C_REQUEST_WRITE;// |= 0x00
	// start
	i2c_start_cond();
	// send address
	i2c_send_byte(addr_h);	
	i2c_send_byte(addr & 0xFF);
	// send data
	i2c_send_byte(data >> 8);  
	i2c_send_byte(data & 0xFF);
	// stop
	i2c_stop_cond();
}
//------------------------------------------------
uint16_t EEPROM_Read16(uint16_t addr)
{
	uint16_t data_out;
	uint8_t buffer[2];
	uint8_t addr_h = addr >> 8;
	
	addr_h &= ADDR_H_MASK;// mask 2 kByte if eeprom 24C16
	addr_h <<= 1;// shift 1
	// start
	i2c_start_cond();
	// send address + request write
	i2c_send_byte((addr_h | SLAVE_OWN_ADDRESS | I2C_REQUEST_WRITE));
	i2c_send_byte(addr & 0xFF);
	// restart
	i2c_restart_cond ();
	// send request read
	i2c_send_byte((SLAVE_OWN_ADDRESS | I2C_REQUEST_READ));
	// read
	buffer[0] = i2c_get_byte(0x00);
	buffer[1] = i2c_get_byte(0x01);
	// stop
	i2c_stop_cond();
	
	data_out = (uint16_t)(buffer[0] << 8) + (uint16_t)(buffer[1]);
	return data_out;
}
//------------------------------------------------

**Aleksandr Z** · 8 марта

Дефайны запросов потерялись

#define I2C_REQUEST_WRITE 0x00
#define I2C_REQUEST_READ  0x01
#define SLAVE_OWN_ADDRESS 0xA0 // или 0xA2 - Аппаратный адрес

Войти

Программный I2C для STM32

Рекомендуемые сообщения

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Гость Алексей Ададуров

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Гость Roman

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Ссылка на комментарий

Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Последние посетители 0 пользователей онлайн

Сообщения

Похожий контент