3.25号arm

1. I2C总线

1.1 i2c概述

I2C总线是PHLIPS公司在八十年代初推出的一种串行的半双工总线，主要用于连接整体电路。

I2C总线为两线制，只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。

I2C硬件结构简单，接口连接方便，成本较低。因此在各个领域得到了广泛的应用。

I2C:同步半双工串行总线

i2c支持一主机多从机通信，每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。主机如果想和哪一个从机进行通信需要先发送一个从机地址到I2C总线上，每一个从机都会将这个从机地址和自己的地址进行匹配，匹配成功的从机会往数据线上发送一个应答信号，主机确认从机应答后开始进行通信

主机与其它器件进行数据传送时总线上发送数据的器件为发送器，总线上接收数据的器件则为接收器。

1.2 I2C的寻址

I2C总线上传输的数据信号既有地址信号，也有数据信号

主机在起始信号之后必须要传输一个从机的地址信号（7位），第八位是数据的传送方向位，0表示主机发送数据(W),1表示主机接收数据（R）。从机上每个器件都会将七位地址码进行比较，如果相同则认为被主机寻址，并根据R/W位确定是接收器还是发送器

1.3 i2c总线的信号

在I2C总线数据传输过程中存在四种信号：起始信号、终止信号、应答信号、非应答信号

起始信号：i2c总线传输数据的开始

SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号

终止信号：i2c总线一次数据传输的结束标志

SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号

应答信号和非应答信号

每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。

应答信号：第九个时钟周期，接收方往数据线上发送了一个低电平，就是应答信号

非应答信号：第九个时钟周期，接收方往数据线上发送了一个高电平，就是非应答信号

当接收方接收到数据后不想再接收数据，此时会回应发送方一个非应答信号

当接收方接收到数据后还想再接收数据，此时会回应发送方一个应答信号

1.4 I2C总线上数据读写的时机

当时钟线为高电平时，接收方可以读取数据

当时钟线为低电平时，发送方可以写入数据

1.5 i2c主机的读写时序(重点)

主机向从机发送一个字节数据

主机发起起始信号

主机发送7bit从机地址+1bit写标志位

从机回应应答信号

主机发送8bit寄存器地址

从机回应应答信号

主机发送8bit数据

从机回应应答信号

主机发起终止信号

主机向从机发送多个字节数据

主机发起起始信号

主机发送7bit从机地址+1bit写标志位

从机回应应答信号

主机发送8bit寄存器地址

从机回应应答信号

主机发送8bit数据

从机回应应答信号

.。。。。。

主机发起终止信号

主机读取从机一个字节数据

主机发起起始信号

主机发送7bit从机地址+1bit写标志

从机回应一个应答信号

主机发送8bit寄存器地址

从机回应一个应答信号

主机发起一个重复起始信号

主机发送7bit从机地址+1bit读标志位

从机回应应答信号

从机发送一个字节数据

主机回应非应答信号

主机发起终止信号

主机读取多个字节的时序

主机发起起始信号

主机发送7bit从机地址+1bit写标志

从机回应一个应答信号

主机发送8bit寄存器地址

从机回应一个应答信号

主机发起一个重复起始信号

主机发送7bit从机地址+1bit读标志位

从机回应应答信号

从机发送一个字节数据

主机回应回应应答信号

只要主机回应应答信号，从机就一直发，直到主机回应非应答信号

主机回应非应答信号

主机发起终止信号

2. I2C总线读取温湿度传感器数据实验

STM32MP157AAA读取SI7006数据框图

2.1查询SI7006数据手册

1.SI7006的从机地址

2.确定读取温度和湿度的对应寄存器地址

3.确定温度数据和湿度数据的字节数

4.如何初始化si7006芯片

5.如何将读取到的温湿度数据转换成标准温湿度形式

从机地址

读取温度和湿度数据的寄存器地址

读取湿度的寄存器地址是0XE5
读取温度的寄存器地址是0XE3
读取上一次测量的温度的寄存器地址是0XE0
完成SI7006芯片的初始化需要向用户写寄存器中写入一个数值，用户写寄存器地址是0XE6

主机保持模式下读取温湿度数据的时序

关于SI7006的初始化

完成SI7006的初始化，需要向用户写寄存器（0XE6）中写入一个0X3A

温湿度数据的计算公式

作业

设置温度湿度阈值，当温度过高时，打开风扇，蜂鸣器报警

当湿度比较高时，打开LED1灯，蜂鸣器报警

main.c

#include "uart4.h"

#include "led.h"

#include "key_in.h"

#include "iic.h"

#include "si7006.h"

 int main()

{   

    i2c_init();

	si7006_init();
	all_led_init();
	while(1)

	{

		short tem;

		unsigned short hum;

		tem=si7006_read_tem();

		hum=si7006_read_hum();

		hum=125*hum/65536-6;

        tem=175.72*tem/65536-46.85;

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

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


		if(tem>30)

		{

				fan_on();

		}else 

		{

			  fan_off();

		}

		

		if(hum>44)

		{

				bee_on();

		}else 

		{

			bee_off();

		}


		delay(1000);

		bee_off();


	}



	return 0;

}

si7600.c

#include "si7006.h"

void delay(int ms)
{
		int i,j;
	
	
	for(i=0;i<ms;i++)
	{
		for(j=0;j<2000;j++)
		{

		}
	}

}


void si7006_init()
{
  i2c_start();
  i2c_write_byte(0x40<<1|0);
  i2c_wait_ack();
  i2c_write_byte(0xe6);
  i2c_wait_ack();
  i2c_write_byte(0x3a);
  i2c_wait_ack();
  i2c_stop();
}

short si7006_read_tem()
{
  short tem;
  char tem_l,tem_h;
  i2c_start();
  i2c_write_byte(0x40<<1|0);
  i2c_wait_ack();
  i2c_write_byte(0xe3);
  i2c_wait_ack();
  i2c_start();
  i2c_write_byte(0x40<<1|1);
  i2c_wait_ack();
  delay(100);
  tem_h=i2c_read_byte(0);
  tem_l=i2c_read_byte(1);

  tem=tem_h<<8|tem_l;
  return tem;

}

unsigned short si7006_read_hum()
{
  short hum;
  char hum_l,hum_h;
  i2c_start();
  i2c_write_byte(0x40<<1|0);
  i2c_wait_ack();
  i2c_write_byte(0xe5);
  i2c_wait_ack();
  i2c_start();
  i2c_write_byte(0x40<<1|1);
  i2c_wait_ack();
  delay(100);
  hum_h=i2c_read_byte(0);
  hum_l=i2c_read_byte(1);

  hum=hum_h<<8|hum_l;
  return hum;

}

led.c

#include "led.h"

void all_led_init()
{
  RCC->MP_AHB4ENSETR |= (0x3<<4);


  //pe10 设置输出
  GPIOE->MODER &= (~(0x3 <<20));
  GPIOE->MODER |= (0x1 <<20);
  //pf10设置输出
  GPIOF->MODER &= (~(0x3 <<20));
  GPIOF->MODER |= (0x1 <<20);
  //pe8设置输出
  GPIOE->MODER &= (~(0x3 <<16));
  GPIOE->MODER |= (0x1 <<16);

  //蜂鸣器设置输出
  GPIOB->MODER &= (~(0x3 <<12));
  GPIOB->MODER |= (0x1 <<12);
  //风扇设置输出
  GPIOE->MODER &= (~(0x3 <<18));
  GPIOE->MODER |= (0x1 <<18);
  //马达设置输出
  GPIOF->MODER &= (~(0x3 <<12));
  GPIOF->MODER |= (0x1 <<12);

  //设置推挽
  GPIOE->OTYPER &= (~(0x1 <<10));
  GPIOF->OTYPER &= (~(0x1 <<10));
  GPIOE->OTYPER &= (~(0x1 <<8));

  //设置低速
  GPIOE->OSPEEDR &= (~(0x3 <<20));
  GPIOF->OSPEEDR &= (~(0x3 <<20));
  GPIOE->OSPEEDR &= (~(0x3 <<16));
  
  //设置无上拉下拉
  GPIOE->PUPDR &= (~(0x3 <<20));
  GPIOF->PUPDR &= (~(0x3 <<20));
  GPIOE->PUPDR &= (~(0x3 <<16));
  //默认输出低电平
  GPIOE->ODR &=(~(0x1 <<10));
  GPIOF->ODR &=(~(0x1 <<10));
  GPIOE->ODR &=(~(0x1 <<8));


}

void LED1_ON()
{
  GPIOE->ODR |=(0x1 <<10);

}

void LED2_ON()
{
  GPIOF->ODR |= (0x1 <<10);
}

void LED3_ON()
{
  GPIOE->ODR |=(0x1 <<8);
}

void LED1_OFF()
{
  GPIOE->ODR &=(~(0x1 <<10));
}

void LED2_OFF()
{
  GPIOF->ODR &=(~(0x1 <<10));
}

void LED3_OFF()
{
  GPIOE->ODR &=(~(0x1 <<8));
}

void bee_on()
{
  
  GPIOB->ODR |=(0x1 <<6);
}

void bee_off()
{
  GPIOB->ODR &=(~(0x1 <<6));
}

void fan_on()
{
  GPIOE->ODR |=(0x1 <<9);
}

void fan_off()
{
  GPIOE->ODR &=(~(0x1 <<9));
}

void motor_on()
{
  GPIOF->ODR |=(0x1 <<6);
}
void motor_off()
{
  GPIOF->ODR &=(~(0x1 <<6));
}