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1 i2c.c

/*** @brief SHT30温湿度传感器相关，使用模拟IIC进行数据的读取*/#include <stdint.h>#include "sht30.h"#include "crc.h"/*** @brief i2c的延时函数，延时时间要 > 4us* @param 无* @retval 无* @note 可用逻辑分析仪测量I2C通讯时的频率工作条件*/static void i2c_delay(void){int i;for (i=0; i<10; i++){asm("nop"); // 空语句}}/*** @brief i2c SCL 拉高* @param 无* @retval 无*/static void i2c_scl_high(void){HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SCL_PORT, SHT30_SCL_PIN, GPIO_PIN_SET);}/*** @brief i2c SCL 拉低* @param 无* @retval 无*/static void i2c_scl_low(void){HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SCL_PORT, SHT30_SCL_PIN, GPIO_PIN_RESET);}/*** @brief i2c SDA 拉高* @param 无* @retval 无*/static void i2c_sda_high(void){HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SDA_PORT, SHT30_SDA_PIN, GPIO_PIN_SET);}/*** @brief i2c SDA 拉低* @param 无* @retval 无*/static void i2c_sda_low(void){HAL_GPIO_WritePin(SHT30_SDA_PORT, SHT30_SDA_PIN, GPIO_PIN_RESET);}/*** @brief 读取SDA线上的值* @param 无* @retval 读取到的值，0或1*/static uint8_t i2c_read_sda_value(void){return HAL_GPIO_ReadPin(SHT30_SDA_PORT, SHT30_SDA_PIN);;}/*** @brief i2c的起始信号* @param 无* @retval 无*/static void i2c_start(void){/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */i2c_scl_high(); i2c_sda_high();i2c_delay();i2c_sda_low();i2c_delay();i2c_scl_low(); i2c_delay();}/*** @brief i2c的停止信号* @param 无* @retval 无*/static void i2c_stop(void){/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */i2c_sda_low();i2c_scl_high();i2c_delay();i2c_sda_high(); }/*** @brief i2c 发送一个字节* @param 要发送的数据* @retval 无*/void i2c_write_byte(uint8_t data){uint8_t i;i2c_scl_low(); i2c_delay();/* 先发送字节的高位 bit7 */for (i = 0; i < 8; i++){if (data & 0x80){i2c_sda_high();}else{i2c_sda_low();}i2c_delay();i2c_scl_high();i2c_delay();i2c_scl_low(); if (i == 7){i2c_sda_high(); // 释放总线}data <<= 1; // 左移一个biti2c_delay();}}/*** @brief i2c 读取一个字节* @param 无* @retval 无*/uint8_t i2c_read_byte(void){uint8_t i;uint8_t value;/* 读到第1个bit为数据的bit7 */value = 0;for (i = 0; i < 8; i++){value <<= 1;i2c_scl_high();i2c_delay();if (i2c_read_sda_value() != 0){value++;}i2c_scl_low();i2c_delay();}return value;}/*** @brief CPU等待从设备的应答信号* @param 无* @retval 0表示正确应答，1表示无应答*/static uint8_t i2c_wait_ack(void){uint8_t ret;i2c_sda_high();/* CPU释放SDA总线 */i2c_delay();i2c_scl_high();/* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */i2c_delay();if ( i2c_read_sda_value() == 1 )/* CPU读取SDA口线状态 */{ret = 1;}else{ret = 0;}i2c_scl_low();i2c_delay();return ret;}/*** @brief CPU产生一个ACK信号* @param 无* @retval 无*/static void i2c_ack(void){i2c_sda_low();/* CPU驱动SDA = 0 */i2c_delay();i2c_scl_high();/* CPU产生1个时钟 */i2c_delay();i2c_scl_low();i2c_delay();i2c_sda_high();/* CPU释放SDA总线 */}/*** @brief CPU产生一个 NACK 信号* @param 无* @retval 无*/static void i2c_Nack(void){i2c_sda_high();/* CPU驱动SDA = 1 */i2c_delay();i2c_scl_high();/* CPU产生1个时钟 */i2c_delay();i2c_scl_low();i2c_delay();}/*** @brief i2c 发送多个字节* @param 要发送的从机的地址* @param 指向要写入的的数据的指针* @param 要写入的数据的长度* @retval 成功返回0，失败返回-1*/int i2c_write_bytes(uint8_t addr, uint8_t *write_buff, uint8_t buff_size ){uint16_t i, j;// 1. 发送一个停止信号i2c_stop();/* 通过检查器件应答的方式，判断内部写操作是否完成, 一般小于 10ms CLK频率为200KHz时，查询次数为30次左右*/for (i=0; i<SHT30_INQUIRE_CNT; i++){// 2. 发起I2C总线启动信号i2c_start();// 3. 发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读i2c_write_byte(addr<<1 | I2C_WRITE );// 4. 发送一个时钟，判断器件是否正确应答 if (i2c_wait_ack() == 0){break;}}if (i == SHT30_INQUIRE_CNT){goto cmd_fail;// 写超时}for (i=0; i<buff_size; ++i){for (j=0; j<SHT30_INQUIRE_CNT; j++){// 5. 发送数据i2c_write_byte(write_buff[i]);// 6. 等待ACK if (i2c_wait_ack() == 0){break;}}if (j == SHT30_INQUIRE_CNT){goto cmd_fail; /* 从器件无应答 */}}// 7. 发送停止信号i2c_stop();return 0;cmd_fail:i2c_stop(); // 发送写超时return -1;}/*** @brief i2c 发送多个字节* @param 要发送的从机的地址* @param 指向要读取的数据的指针* @param 要读取的数据的长度* @retval 成功返回0，失败返回-1*/int i2c_read_bytes(uint8_t addr, uint8_t *read_buff, uint8_t buff_size){uint16_t i;for (i=0; i<SHT30_INQUIRE_CNT; i++){/* 1. 发起I2C总线启动信号 */i2c_start();/* 2. 读的话，先写入从机地址 */i2c_write_byte(addr<<1 | I2C_WRITE);/* 3. 发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ if (i2c_wait_ack() == 0){break;}}if (i == SHT30_INQUIRE_CNT){goto cmd_fail;// 写超时}for (i=0; i<SHT30_INQUIRE_CNT; i++){/* 4. 重新启动I2C总线。前面的代码的目的是传送地址，下面开始读取数据 */i2c_start();/* 5. 发送读控制 */i2c_write_byte(addr<<1 | I2C_READ);/* 6. 发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ if (i2c_wait_ack() == 0){break;}}if (i == SHT30_INQUIRE_CNT){goto cmd_fail;// 写超时}/* 7. 循环读取数据 */for (i=0; i<buff_size; i++){read_buff[i] = i2c_read_byte();/* 读1个字节 *//* 每读完1个字节后，需要发送Ack， 最后一个字节不需要Ack，发Nack */if (i != buff_size - 1){i2c_ack();// 中间字节读完后，CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0)}else{i2c_Nack();// 最后1个字节读完后，CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1)}}/* 8. 发送I2C总线停止信号 */i2c_stop();return 0;/* 执行成功 */cmd_fail:i2c_stop(); // 发送写超时return -1;}/*** @brief I2C初始化* @param 无* @retval 无*/void i2c_init(void){i2c_stop();}/*** @brief 读取sht30温湿度传感器的值* @param 指向存储温度值的指针* @param 指向存储湿度值的指针* @retval 成功返回0，失败返回-1*/int read_sht30_data(float *temp, float *humi){uint8_t writeData[2] = {0x2C, 0x06};uint8_t readData[6] = {0};do{if (i2c_write_bytes(SHT30_ADDR, writeData, 2) == -1){return -1;}HAL_Delay(20);if (i2c_read_bytes(SHT30_ADDR, readData, 6) == -1){return -1;}}while( Crc8(&readData[0], 2)!=readData[2] || Crc8(&readData[3], 2)!=readData[5] );*temp = (1.0*175*(readData[0]*256 + readData[1])) / 65535.0 - 45;*humi = (1.0*100*(readData[3]*256 + readData[4])) / 65535.0;return 0;}

2 i2c.h

#ifndef _SHT30_H_#define _SHT30_H_#include "stm32l0xx_hal.h"#define I2C_WRITE (0)#define I2C_READ (1)#define SHT30_INQUIRE_CNT (500)#define SHT30_ADDR (0x44) #define SHT30_SCL_PORT GPIOB#define SHT30_SCL_PIN GPIO_PIN_7// GPIO_MODE_OUTPUT_PP#define SHT30_SDA_PORT GPIOB#define SHT30_SDA_PIN GPIO_PIN_6// GPIO_MODE_OUTPUT_ODvoid i2c_init(void);int read_sht30_data(float *temp, float *humi);#endif /* sht30.h */

3 crc.c

/*** @brief CRC8和CRC16校验*/#include "crc.h"/*** @brief crc8校验函数，多项式为 x^8 + x^5 + x^4 + 1* @param data 要校验的数据* @param len 要校验的数据的字节数* @retval 校验结果* @note 该校验适合SHT3温湿度传感器的数据校验*/uint8_t Crc8(uint8_t *data, int len){const uint8_t POLYNOMIAL = 0x31;uint8_t crc = 0xFF;int i, j;for (i=0; i<len; ++i) {crc ^= *data++;for (j=0; j<8; ++j) {crc = ( crc & 0x80 )? (crc << 1) ^ POLYNOMIAL: (crc << 1);}}return crc;}/* CRC16校验表 */const uint16_t crctalbeabs[] = {0x0000, 0xCC01, 0xD801, 0x1400, 0xF001, 0x3C00, 0x2800, 0xE401, 0xA001, 0x6C00, 0x7800, 0xB401, 0x5000, 0x9C01, 0x8801, 0x4400 };/*** @brief crc8校验函数，多项式为 x^16 + x^15 + x^2 + 1* @param ptr 要校验的数据* @param len 要校验的数据的字节数* @retval 校验结果* @note 该校验适合Modbus的数据校验*/uint16_t Crc16(uint8_t *ptr, uint16_t len) {uint16_t crc = 0xffff; uint16_t i;uint8_t ch;for (i = 0; i < len; i++) {ch = *ptr++;crc = crctalbeabs[(ch ^ crc) & 15] ^ (crc >> 4);crc = crctalbeabs[((ch >> 4) ^ crc) & 15] ^ (crc >> 4);} return crc;}//const uint8_t crctablehi[] = {//0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,//0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,//0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,//0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,//0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81,//0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0,//0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,//0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40,//0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,//0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,//0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01,//0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,//0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,//0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0,//0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01,//0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41,//0x00, 0xC1, 0x81, 0x40, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x01, 0xC0, 0x80, 0x41, 0x00, 0xC1, 0x81,//0x40//};///* Table of CRC values for low–order byte *///const uint8_t crctablelo[] = {//0x00, 0xC0, 0xC1, 0x01, 0xC3, 0x03, 0x02, 0xC2, 0xC6, 0x06, 0x07, 0xC7, 0x05, 0xC5, 0xC4,//0x04, 0xCC, 0x0C, 0x0D, 0xCD, 0x0F, 0xCF, 0xCE, 0x0E, 0x0A, 0xCA, 0xCB, 0x0B, 0xC9, 0x09,//0x08, 0xC8, 0xD8, 0x18, 0x19, 0xD9, 0x1B, 0xDB, 0xDA, 0x1A, 0x1E, 0xDE, 0xDF, 0x1F, 0xDD,//0x1D, 0x1C, 0xDC, 0x14, 0xD4, 0xD5, 0x15, 0xD7, 0x17, 0x16, 0xD6, 0xD2, 0x12, 0x13, 0xD3,//0x11, 0xD1, 0xD0, 0x10, 0xF0, 0x30, 0x31, 0xF1, 0x33, 0xF3, 0xF2, 0x32, 0x36, 0xF6, 0xF7,//0x37, 0xF5, 0x35, 0x34, 0xF4, 0x3C, 0xFC, 0xFD, 0x3D, 0xFF, 0x3F, 0x3E, 0xFE, 0xFA, 0x3A,//0x3B, 0xFB, 0x39, 0xF9, 0xF8, 0x38, 0x28, 0xE8, 0xE9, 0x29, 0xEB, 0x2B, 0x2A, 0xEA, 0xEE,//0x2E, 0x2F, 0xEF, 0x2D, 0xED, 0xEC, 0x2C, 0xE4, 0x24, 0x25, 0xE5, 0x27, 0xE7, 0xE6, 0x26,//0x22, 0xE2, 0xE3, 0x23, 0xE1, 0x21, 0x20, 0xE0, 0xA0, 0x60, 0x61, 0xA1, 0x63, 0xA3, 0xA2,//0x62, 0x66, 0xA6, 0xA7, 0x67, 0xA5, 0x65, 0x64, 0xA4, 0x6C, 0xAC, 0xAD, 0x6D, 0xAF, 0x6F,//0x6E, 0xAE, 0xAA, 0x6A, 0x6B, 0xAB, 0x69, 0xA9, 0xA8, 0x68, 0x78, 0xB8, 0xB9, 0x79, 0xBB,//0x7B, 0x7A, 0xBA, 0xBE, 0x7E, 0x7F, 0xBF, 0x7D, 0xBD, 0xBC, 0x7C, 0xB4, 0x74, 0x75, 0xB5,//0x77, 0xB7, 0xB6, 0x76, 0x72, 0xB2, 0xB3, 0x73, 0xB1, 0x71, 0x70, 0xB0, 0x50, 0x90, 0x91,//0x51, 0x93, 0x53, 0x52, 0x92, 0x96, 0x56, 0x57, 0x97, 0x55, 0x95, 0x94, 0x54, 0x9C, 0x5C,//0x5D, 0x9D, 0x5F, 0x9F, 0x9E, 0x5E, 0x5A, 0x9A, 0x9B, 0x5B, 0x99, 0x59, 0x58, 0x98, 0x88,//0x48, 0x49, 0x89, 0x4B, 0x8B, 0x8A, 0x4A, 0x4E, 0x8E, 0x8F, 0x4F, 0x8D, 0x4D, 0x4C, 0x8C,//0x44, 0x84, 0x85, 0x45, 0x87, 0x47, 0x46, 0x86, 0x82, 0x42, 0x43, 0x83, 0x41, 0x81, 0x80,//0x40//};// //uint16_t Crc16(uint8_t *ptr, uint16_t len)//{//uint8_t crchi = 0xff;//uint8_t crclo = 0xff; //uint16_t index;//while (len--) //{//index = crclo ^ *ptr++; //crclo = crchi ^ crctablehi[index];//crchi = crctablelo[index];//}// //return (crchi << 8 | crclo);//}

4 crc.h

#ifndef _CRC_H_#define _CRC_H_#include <stdint.h>uint8_t Crc8(uint8_t *data, int len);uint16_t Crc16(uint8_t *ptr, uint16_t len); #endif /* crc.h */