使用STM32的两个普通I/O口模拟软件I2C，对一款支持I2C的压力传感器芯片进行通信，目前已实现正常通信且获取到正确数据，并且实现了I2C多字节数据读取功能。这里记录在编写和调试代码的过程中遇到的坑。
1. 软件I2C代码的适配
大部分软件I2C代码的实现，参考的这位博主：https://blog.csdn.net/qq_41281601/article/details/81670998。这篇博客完全实现了通过 STM32 的软件 I2C 对 EEPROM 的通信。但至少一半的代码并不适合我对压力传感器驱动的需求。另外该博客的代码仍存在一些不足。
- 第一，该代码在 I2C_delay 延时函数的具体延时时间上没有描述清楚。导致I2C获取到传感器数据有误。
- 第二，该代码只提供了读取单一字节的 I2C_ReadByte 函数，没有提供读取多字节的 I2C_ReadBuffer 函数，不能满足我对16位或者32位的数据寄存器读取需求。
为此，我对上面出现的两个问题进行了解决。
1.1 I2C延时函数的适配
由于不确定该延时函数中两次 While 循环的时长是多久，我采用了系统自带的 delay_us 函数进行延时。经过实际测试，对于高低电平的保持时间，当延时在 5us左右 时即达到 I2C 通信的极限。为了数据通信的稳定，我采用了 100us 的延时时间。
void I2C_delay(void)
{
u8 t = 2;
while(t--);
return;
}
void I2C_delay(void)
{
delay_us(100);//100us is ok!
}
1.2 I2C多字节读取函数的编写
I2C多字节读取，最关键的点是要理解。通信对方芯片的时候，对方芯片会自增数据寄存器的指针，自动输出下一个寄存器里的数据。（网友提出，目前通信上没问题。但还没有通过官方I2C协议手册进行验证。）
/**
* @brief This function through I2C1 Read NumByte from Reg_Addr.
* @param Reg_Addr: Register Address of the Slave device.
* @param pBuffer:
* @param NumByteToRead:
* @retval None
*/
int ZXP3_I2C1_ReadBuffer(uint8_t Reg_Addr, uint8_t *pBuffer, uint8_t NumByteToRead){
/*
uint8_t i;
uint8_t tag;
I2C1_Start();
I2C1_WriteByte(ZXP_Write_Address);
if(!I2C1_GetAck())// 有slave ack的响应
{
I2C1_Stop();
return DISABLE;
}
I2C1_WriteByte(Reg_Addr);
if(!I2C1_GetAck())
{
I2C1_Stop();
return DISABLE;
}
I2C1_Start();//更改通信模式，主机从发送变为接收
I2C1_WriteByte(ZXP_Read_Adress);
if(!I2C1_GetAck())// 有slave ack的响应
{
I2C1_Stop();
return DISABLE;
}
*/
//上面是写入数据前的操作
//tag = 0, not return Ack. tag = 1, return Ack.
for(i=0; i<NumByteToRead; i++)
{
tag = (i == NumByteToRead-1) ? 0 : 1;
pBuffer[i] = I2C1_ReadByte(tag);
}
I2C1_Stop(); //
return 1;
}
2. I2C通信原理核心艺术
阅读了这篇博客，https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/105366932，但本篇博客只讲了I2C对单一字节的读取，没有讲I2C对多字节的读取方法。 首先I2C通信写数据很容易。本篇博客里提到了I2C通信的核心艺术，在于主机如何从从机处读数据，那么读数据的逻辑过程是什么样的？如下图：
- 主机首先产生START信号
- 然后紧跟着发送一个从机地址，注意此时该地址的第8位为0，表明是向从机写命令，
- 这时候主机等待从机的应答信号(ACK)
- 当主机收到应答信号时，发送要访问的地址，继续等待从机的应答信号，
- 当主机收到应答信号后，主机要改变通信模式(主机将由发送变为接收，从机将由接收变为发送)所以主机重新发送一个始start信号，然后紧跟着发送一个从机地址，注意此时该地址的第8位为1，表明将主机设置成接收模式开始读取数据，
- 这时候主机等待从机的应答信号，当主机收到应答信号时，就可以接收1个字节的数据，当接收完成后，主机发送非应信号，表示不在接收数据
- 主机进而产生停止信号，结束传送过程。
以下为实现读数据的代码操作过程：
/**
* @brief This function through I2C1 Read NumByte from Reg_Addr.
* @param Reg_Addr: Register Address of the Slave device.
* @param pBuffer:
* @param NumByteToRead:
* @retval None
*/
int ZXP3_I2C1_ReadBuffer(uint8_t Reg_Addr, uint8_t *pBuffer, uint8_t NumByteToRead){
/*uint8_t i;
uint8_t tag;*/
I2C1_Start();
I2C1_WriteByte(ZXP_Write_Address);
if(!I2C1_GetAck())// 有slave ack的响应
{
I2C1_Stop();
return DISABLE;
}
I2C1_WriteByte(Reg_Addr);
if(!I2C1_GetAck())
{
I2C1_Stop();
return DISABLE;
}
I2C1_Start();//更改通信模式，主机从发送变为接收
I2C1_WriteByte(ZXP_Read_Adress);
if(!I2C1_GetAck())// 有slave ack的响应
{
I2C1_Stop();
return DISABLE;
}
//下面是写入数据的操作
/*
for(i=0; i<NumByteToRead; i++)
{
tag = (i == NumByteToRead-1) ? 0 : 1;
pBuffer[i] = I2C1_ReadByte(tag);
}
I2C1_Stop(); //
return 1;*/
}