開發(fā)板：STM32F407VET? ? ?傳感器：正點原子MPU6050，IIC模塊

GPIO模擬IIC通信的時候，需要注意輸出一定要設(shè)置為開漏輸出，外部上拉。這個是GPIO的輸入輸出圖。因為開漏輸出可以進行線與操作。推挽輸出可能造成IO口短路，燒毀IO口。

首先了解IIC通信的時序，這里以MPU6050舉例子。

這個圖就是IIC的通信時序（所有的IIC設(shè)備都符合這個規(guī)則）：我之前也寫了一個IIC筆記（可能也有點抽象）

起始信號：SCL高電平，SDA下降沿。停止信號：SCL高電平，SDA上升沿。

等待應(yīng)答：主設(shè)備寫一個數(shù)據(jù)之后，從設(shè)備需要應(yīng)答，主設(shè)備將SDA拉高，讀取SDA電平（由于有線與的操作），讀到低電平則認為子設(shè)備應(yīng)答了，可以繼續(xù)的發(fā)送數(shù)據(jù)。

主動應(yīng)答：主設(shè)備讀取一個數(shù)據(jù)之后，主動的將SDA拉低，從設(shè)備就知道你回應(yīng)了它，他就會繼續(xù)發(fā)送下一個字節(jié)的數(shù)據(jù)。如果SDA拉高，則從設(shè)備就會認為你不需要下一個數(shù)據(jù)，這就是非應(yīng)答了。

非應(yīng)答：讀取一個數(shù)據(jù)后，主設(shè)備將SDA拉高，不管子設(shè)備了，然后就直接發(fā)送停止信號結(jié)束通信。

來看一下MPU6050的官方文檔給的讀寫時序圖

單字節(jié)的寫入用偽代碼的方式寫出來就長這樣子。

多字節(jié)的寫入，只是在寫入數(shù)據(jù)之后，主動的應(yīng)答（主動拉低SDA），就可以發(fā)送下一個數(shù)據(jù)。長度是沒有像限制的。（發(fā)送的長度是沒有限制的，所以每次等待應(yīng)答都要實際的讀取SDA輸入端的數(shù)據(jù)，不要認為時序圖對了就可以了?？赡軙l(fā)生一些意外）

從上圖可以看到，讀取數(shù)據(jù)比寫入稍微復(fù)雜一點點，但是按照時序圖，將時序依次完成就可以讀取到數(shù)據(jù)了。

下面是實際的代碼部分

首先是一些宏，這些宏可以使得代碼更簡潔直觀。（使用的標(biāo)準庫）

首先是初始化GPIO，GPIO一定要是開漏輸出，外部上拉！??！其他的沒有什么值得注意的

初始化GPIO之后，就可以根據(jù)時序，來寫程序了。

????應(yīng)答這一部分得注意一下，應(yīng)答是和讀寫相關(guān)的。等待應(yīng)答（寫入操作）需要返回是否應(yīng)答，這個地方一定要讀取SDA的電平狀態(tài)（注：讀取SDA電平之前一定要把SDA置高！??！）！雖然之前把SDA置高了，但是由于線與操作，SDA會被應(yīng)答的從設(shè)備拉低。所以讀到的電平狀態(tài)為低電平。這里我直接從輸入寄存器（IDR）中查看的輸入端口電平。（當(dāng)然樂意的話，輸出的電平也可以直接用輸出寄存器（ODR）去修改。）

????應(yīng)答之后，把SCL拉低，然后把SDA拉高，釋放SDA，我三個應(yīng)答的末尾都是這樣子的。這樣子三個應(yīng)答之后，狀態(tài)都是一樣的。

GPIO模擬發(fā)送一個字節(jié)的電平狀態(tài)。這沒啥好說的。只需要記住只有SCL低電平的時候才能夠修改SDA的電平狀態(tài)

GPIO模擬發(fā)送一個字節(jié)的電平狀態(tài)，再次強調(diào)：讀取SDA電平之前一定要將SDA置高！

按照時序，將上面的部分組合起來即可，這里需要注意的是，仔細的檢查各個部分之間的電平是不是存在沖突。

到了這里，已經(jīng)是一個可以調(diào)用的API了。（每一次寫入，后頭都跟了一個等待子設(shè)備應(yīng)答，認為返回0（SDA低電平）子設(shè)備應(yīng)答了，返回1（SDA高電平）子設(shè)備沒有應(yīng)答）

????地址問題：地址都是用的7位地址（0x68）。在使用的時候，高七位是設(shè)備地址，bit0是表示讀寫操作的位，0是寫入，1是讀取。所以寫入的時候就直接左移一位（0x68<<1）表示寫入操作。讀取就左移一位，然后讓最后一位置為1，這可以通過或（|）運算做到：（0x68<<1）|0x01

讀取函數(shù)相對角為復(fù)雜一點點，從時序圖上就看出啦了。按照時序圖寫下來就可以正常使用了。

這個時候就可以反過來寫MPU6050的程序了！?。?/p>

MPU6050的寄存器詳解可以看一下這個博客：

https://blog.csdn.net/m0_46278925/article/details/110568112

初始化完了之后，就可以從數(shù)據(jù)的寄存器中讀取數(shù)據(jù)了。每個數(shù)據(jù)占兩個字節(jié)，所以將高位左移八位，然后低位或操作，就可得到原始數(shù)據(jù)。在main函數(shù)中調(diào)用這個函數(shù)，就可以得到數(shù)據(jù)了??！

但是這樣子是不是覺得不舒服呢，對連續(xù)的寄存器單個單個字節(jié)的讀取，實在是太蠢了。總共需要12個字節(jié)的數(shù)據(jù)，從0x3B讀取到0x48也只是需要14個字節(jié)數(shù)據(jù)。（中間有兩個字節(jié)是溫度數(shù)據(jù)）。

????我們可以繼續(xù)編寫一次讀取多個字節(jié)的函數(shù)。依舊是按照時序圖來編寫。這個時候，讀取到數(shù)據(jù)之后就需要主動的拉低SDA應(yīng)答從設(shè)備，告訴從設(shè)備繼續(xù)發(fā)送下一個字節(jié)的數(shù)據(jù)，等讀取完14個字節(jié)數(shù)據(jù)后，再給一個非應(yīng)答信號。

這就是所有函數(shù)了?。?！將這些函數(shù)羅列出來。

到了如果想要嘗試GPIO模擬串口，并且擁有MPU6050這個傳感器，copy這些代碼就可以嘗試運行了。這些代碼都寫在main.c中。延時函數(shù)和串口函數(shù)需要自己去寫。當(dāng)然我使用的GPIOC組的Pin8和Pin9做SDA和SCL。修改了引腳，那么讀取SDA的電平信息的宏也需要改變?？梢园俣炔殚咷PIOx_IDR寄存器，當(dāng)然也可以直接用標(biāo)準庫的函數(shù)去讀取哈。

在串口中展示以下成果?。?！下面這個圖是將傳感器拔掉，重新插上的時候的結(jié)果。自設(shè)沒沒有應(yīng)答一定要立刻停止本次通信。

如果有需要這個代碼的話，可以Q我。需要STM32的延時函數(shù)也可以Q我。

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