代码收藏家技术教程 2024-02-01

STM32F407单片机使用HAL库读取MPU6050 IIC数据附带代码（1）

本次会尝试使用hal库软件模拟iic来读取mpu6050中的数据。

使用的核心板为stm32f407ZGT6。使用器件为mpu6050

会通过软件iic读取mpc6050中的数据

同时本次实验参考江协科技实验。

首先了解iic协议规则

iic协议特点：有两根通信线构成：SCL和SDA，同步半双工传输信息。带数据应答。

iic电路中，我们需要保证所有从机的SCL和SDA连接在一起，同时端口配置为开漏输出模式。并在在sda和scl各自添加一个上拉电阻。在通信中主机具有scl的绝对控制权，同时从机不可主动控制sda，除非在应答器件或者主机发送读取信号时，从机可以短暂获取sda控制权。

这里先对串口进行初始化，这里使用PB5.6两个口进行模拟，

void MX_GPIO_Init(void)
{

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

/* GPIO Ports Clock Enable */
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

/*Configure GPIO pin Output Level */
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_RESET);

/*Configure GPIO pins : PB5 PB6 */
GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_5|GPIO_PIN_6, GPIO_PIN_SET);
}

这里将PB5，6设置为上拉，开漏输出模式。

同时我们将设置PB5,6的电平代码进行封装，这里我们根据江协科技所给案例进行封装

void myiicwscl(uint8_t bitvalue)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_5, (GPIO_PinState)(bitvalue));
HAL_Delay(20);
}

void myiicwsda(uint8_t bitvalue)
{
HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6, (GPIO_PinState)(bitvalue));
HAL_Delay(20);
}

这里注意，在hal库中我们要使用函数

HAL_GPIO_WritePin(GPIOB,GPIO_PIN_6, (GPIO_PinState)(bitvalue));

来进行电平的翻转，这与标准库有所不同

下面是iic的通信步骤，这里我们根据逻辑时序图来进行代码的编写

通信协议：

通信开始

SCL在高电平器件检测到SDA由高电平转换为低电平，示意图

代码如下

void myiicstart()
{
   myiicwsda(1);
   myiicwscl(1);
myiicwsda(0);
   myiicwscl(0);

}

通信结束

SCL在低电平器件检测到SDA由低电平转换为高电平，示意图

代码如下

void myiicstop()
{
myiicwsda(0);
myiicwscl(1);
myiicwsda(1);

}

发送数据

当SCL时钟线处于高电平时，在这一时刻，从机会读取SDA此时的电平，通俗来奖，就是数据应当在 SCL处于低电平时被放置在SDA线上，当SCL处于高电平时，该数据会被读取。

如图所示

代码示例

void myiicsent(uint8_t Byte)
{
   uint8_t i;
   for(i=0;i<8;i++)
   {
myiicwsda(Byte & (0x80>>i));
   myiicwscl(1);
   myiicwscl(0);
   }

}

接收数据

接收数据与发送数据逻辑相同，都是在SCL高电平器件放置SDA 上的数据，随后当SCL转变为高电平时候读取SDA 数据。二者区别是，在接受中，要先释放主机对SDA线的主动权，将控制权下放给从机，由于我们将串口设置为开漏输出，且为上拉模式，因此我们只需要控制主机将SDA 置一就可以将控制权交给从机。从机会再随后的SCL低电平期间，进行数据的放置。

uint8_t myiicreceive(uint8_t Byte)
{
   uint8_t i,byte = 0x00;
   myiicwsda(1);
       for(i=0;i<8;i++)
   {
       myiicwscl(1);
       if(myiicread()==1)
       {
       byte|=(0x80>>i);}
       myiicwscl(0);
}
   return byte;
}

发送与接受应答信号

主机SCL拉高，读取从机SDA的电平，为低电平表示产生应答

代码如下

void myiicsentack(uint8_t ackByte)
{

myiicwsda(ackByte);
   myiicwscl(1);
   myiicwscl(0);

}

uint8_t myiicreceiveack(void)
{
   uint8_t ackByte = 0x00;
   myiicwsda(1);
       myiicwscl(1);
   ackByte = myiicread();
       myiicwscl(0);
   return ackByte;

}