这是第一篇，主要介绍IIC通信协议，下一篇会介绍具体驱动OLED显示。
STM32软件模拟IIC 控制OLED显示——OLED篇（第二篇）
另外，关于时序，需要详细理解，因为实际写代码的时候，还是需要这部分基础，可以参考以下
从IIC实测波形入手，搞懂IIC通信
(有一点，就是从机的地址，确定之后，写数据的地址就是从机的地址，而读数据的地址是从机地址加一)
I2C中关于ACK和NACK的几点东西
正文开始
IIC硬件配置
介绍IIC的两篇博客，（最后都是读取AT24C02）
IIC硬件连接
模拟I2C 的GPIO配置
这里用到的是PC14 PC15
关于PC13.14.15,可以看这篇博客
STM32 PC13 PC14 PC15IO口的配置
/*********************************** 重写IIC时序 *****************************************************/
//初始化GPIO
void OLED_IIC_GPIO_Init(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOC | RCC_APB2Periph_AFIO,ENABLE);
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP; //GPIO_Mode_Out_OD //软件模拟IIC配置成推挽输出
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_2MHz;
GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure); //初始化 GPIO
GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_14|GPIO_Pin_15);
PWR_BackupAccessCmd(ENABLE);//允许修改RTC 和后备寄存器
RCC_LSEConfig(RCC_LSE_OFF);//关闭外部低速外部时钟信号功能 后，PC13 PC14 PC15 才可以当普通IO用。
BKP_TamperPinCmd(DISABLE);//关闭入侵检测功能，也就是 PC13，也可以当普通IO 使用
PWR_BackupAccessCmd(DISABLE);//禁止修改后备寄存器
}
GPIO_Mode_Out_PP 这里配置成了推挽输出，OLED模块内部的SDA,SCL已经接了上拉电阻，这里配置成开漏输出或者推挽输出的效果其实是一样的。
IIC协议
IIC总线在传输数据的过程中一共有三种类型信号：开始信号、结束信号和应答信号。
起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。
（1）起始信号
当时钟线SCL为高期间，数据线SDA由高到低的跳变；
（2）停止信号
当时钟线SCL为高期间，数据线SDA由低到高的跳变；
（3）空闲状态
当IIC总线的数据线SDA和时钟线SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效应管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
（4）应答信号
发送器每发送一个字节（8个bit），就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。
应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK，简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节；
应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。
模拟IIC时序函数
/**************************实现函数********************************************
*函数原型: void IIC_Start(void)
*功 能: 产生IIC起始信号
*******************************************************************************/
//void OLED_IIC_Start(void)
//{
// //SDA_OUT(); //sda线输出
// OLED_IIC_SDA=1;
// if(!OLED_WRITE_SDA)//return 0;
// OLED_IIC_SCL=1;
// delay_us(1);
// OLED_IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low
// if(OLED_WRITE_SDA)//return 0;
// delay_us(1);
// OLED_IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
// //return 1;
//}
//起始信号
void OLED_IIC_Start(void)
{
OLED_SDA_OUT();
OLED_IIC_SCL = 1;
OLED_IIC_SDA = 1; //START:when CLK is high,DATA change form high to low
delay_us(4);
OLED_IIC_SDA = 0;
delay_us(4);
OLED_IIC_SCL = 0; //钳住 I2C 总线，准备发送或接收数据
}
/**************************实现函数********************************************
*函数原型: void IIC_Stop(void)
*功 能: //产生IIC停止信号
*******************************************************************************/
//void OLED_IIC_Stop(void)
//{
// //SDA_OUT();//sda线输出
// OLED_IIC_SCL=0;
// OLED_IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
// delay_us(1);
// OLED_IIC_SCL=1;
// OLED_IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
// delay_us(1);
//}
//终止信号
void OLED_IIC_Stop(void)
{
OLED_SDA_OUT();
OLED_IIC_SCL = 0;
OLED_IIC_SDA = 0; //STOP:when CLK is high DATA change form low to high
delay_us(4);
OLED_IIC_SCL = 1;
OLED_IIC_SDA = 1; //发送 I2C 总线结束信号
delay_us(4);
}
//写一个字节的函数 //第九个时序用SCL或者wait_ack(回看博客)
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
// unsigned char i;
// for(i=0;i<8;i++)
// {
// if(IIC_Byte & 0x80)
// OLED_IIC_SDA=1;
// else
// OLED_IIC_SDA=0;
// OLED_IIC_SCL=1;
// delay_us(1); //必须有保持SCL脉冲的延时
// OLED_IIC_SCL=0;
// IIC_Byte<<=1;
// }
// OLED_IIC_SDA = 1;//原程序这里有一个拉高SDA，根据OLED的DATASHEET，此句必须去掉。
// OLED_IIC_SCL=1;
// delay_us(1);
// OLED_IIC_SCL=0;
u8 i;
OLED_SDA_OUT();
OLED_IIC_SCL = 0; //拉低时钟开始数据传输
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_IIC_SDA = (IIC_Byte & 0x80) >> 7;
IIC_Byte <<= 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 0;
delay_us(2);
}
//不加这一段就无法写成功，应该是因为第九个时序的问题
// OLED_IIC_SCL = 1;
// delay_us(2);
// OLED_IIC_SCL = 0
// delay_us(2);
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
// 0，接收应答成功
u8 OLED_IIC_Wait_Ack(void)
{
u8 ucErrTime = 0;
OLED_SDA_IN(); //SDA 设置为输入
OLED_IIC_SDA=1;delay_us(1); //OLED_I2C_SDA=1;是 BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出 ，直接操作ODR，不需要配置输入输出
//程序中需要注意的地方是，虽然设置了GPIO的方向为输入，但是GPIO的电平还是可以设置的，没有矛盾，GPIO方向由CRL CRH来决定，输出电平由ODR寄存器来决定
OLED_IIC_SCL=1;delay_us(1);
while(OLED_WRITE_SDA)
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime > 250 )
{
OLED_IIC_Stop();
return 1;
}
}
//读取到低电平才对
OLED_IIC_SCL=0; //时钟输出 0 //钳位，方便下次传输
return 0;
}
/************************ 用不到这两个函数**********************************/
//从机可以选择产生应答信号，同样也可以选择不产生应答信号。
//产生应答信号就是从机将SDA线拉低，不产生应答信号就是SDA线一直保持高电平
//产生 ACK 应答
void OLED_I2C_ACK(void)
{
//此时主机相当于在接收数据，是被动方
OLED_IIC_SCL=0;
OLED_SDA_OUT();
OLED_IIC_SDA=0;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL=1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL=0;
}
//不产生 ACK 应答
void OLED_I2C_NoACK(void)
{
OLED_IIC_SCL=0;
OLED_SDA_OUT();
OLED_IIC_SDA=1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL=1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL=0;
}
/************************ 用不到上面这两个函数**********************************/
头文件
#ifndef __OLED_H
#define __OLED_H
#include "sys.h"
//IO方向设置
#define OLED_SDA_IN() {GPIOC->CRH&=0XF0FFFFFF;GPIOC->CRH|=(u32)8<<24;} //1000
#define OLED_SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XF0FFFFFF;GPIOC->CRH|=(u32)2<<24;} //0010
#define OLED_IIC_SCL PCout(15) //SCL //串行时钟
#define OLED_IIC_SDA PCout(14) //SDA //串行数据
#define OLED_WRITE_SDA PCin(14) //输入SDA //输入SDA
#define high 1
#define low 0
#define Brightness 0xCF
#define X_WIDTH 128
#define Y_WIDTH 64
///oled.c调用函数
void OLED_IIC_Start(void);// -- 开启I2C总线
void OLED_IIC_Stop(void);// -- 关闭I2C总线
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte);// -- 通过I2C总线写一个byte的数据
void OLED_WrDat(unsigned char dat);// -- 向OLED屏写数据
void OLED_WrCmd(unsigned char cmd);// -- 向OLED屏写命令
u8 OLED_IIC_Wait_Ack(void);
void OLED_I2C_ACK(void);//产生 ACK 应答
void OLED_I2C_NoACK(void);//不产生 ACK 应答
void OLED_IIC_GPIO_Init(void);//初始化GPIO
void OLED_Init(void);// -- OLED屏初始化程序，此函数应在操作屏幕之前最先调用
void OLED_Set_Pos(unsigned char x, unsigned char y);// -- 设置显示坐标
void OLED_Fill(unsigned char bmp_dat);// -- 全屏显示(显示BMP图片时才会用到此功能)
void OLED_CLS(void);// -- 复位/清屏
void OLED_P6x8Str(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char ch[]);// -- 6x8点整，用于显示ASCII码的最小阵列，不太清晰
void OLED_P8x16Str(unsigned char x,unsigned char y,unsigned char ch[]);// -- 8x16点整，用于显示ASCII码，非常清晰
void OLED_P16x16Ch(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int N);// -- 16x16点整，用于显示汉字的最小阵列，可设置各种字体、加粗、倾斜、下划线等
void Draw_BMP(unsigned char x0,unsigned char y0,unsigned char x1,unsigned char y1,unsigned char BMP[]);// -- 将128x64像素的BMP位图在取字软件中算出字表，然后复制到codetab中，此函数调用即可
void Draw_DATA(unsigned char x,unsigned char y,unsigned int N);
#endif
IIC写一个字节函数的debug
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
// unsigned char i;
// for(i=0;i<8;i++)
// {
// if(IIC_Byte & 0x80)
// OLED_IIC_SDA=1;
// else
// OLED_IIC_SDA=0;
// OLED_IIC_SCL=1;
// delay_us(1); //必须有保持SCL脉冲的延时
// OLED_IIC_SCL=0;
// IIC_Byte<<=1;
// }
// OLED_IIC_SDA = 1;//原程序这里有一个拉高SDA，根据OLED的DATASHEET，此句必须去掉。
// OLED_IIC_SCL=1;
// delay_us(1);
// OLED_IIC_SCL=0;
u8 i;
OLED_SDA_OUT();
OLED_IIC_SCL = 0; //拉低时钟开始数据传输
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_IIC_SDA = (IIC_Byte & 0x80) >> 7;
IIC_Byte <<= 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 0;
delay_us(2);
}
//不加这一段就无法写成功，应该是因为第九个时序的问题
OLED_IIC_SCL = 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 0;
delay_us(2);
}
注释的一段程序是可用的，与自己之前的程序对比，发现就最后少了一个SCL的从高到低的电平转换，也就是第九个电平，加上之后就可以了。这里考虑到，应该是这种写法（不仅仅是这一个函数，而是全部的IIC写OLED函数，一般都需要在第九个电平的时候wait_ack，那此时就不需要这第九个SCL，在写命令或数据时加上wait_ack即可，但是不用wait_ack就需要加上第九个电平，否则时序错误）。如下示例
- 1.以下是用wait_ack来作为第九个电平的方式
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
u8 i;
OLED_SDA_OUT();
OLED_IIC_SCL = 0; //拉低时钟开始数据传输
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_IIC_SDA = (IIC_Byte & 0x80) >> 7;
IIC_Byte <<= 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 0;
delay_us(2);
}
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
// 0，接收应答成功
u8 OLED_IIC_Wait_Ack(void)
{
u8 ucErrTime = 0;
OLED_SDA_IN(); //SDA 设置为输入
OLED_IIC_SDA=1;delay_us(1); //OLED_I2C_SDA=1;是 BIT_ADDR(GPIOB_ODR_Addr,n) //输出 ，直接操作ODR，不需要配置输入输出
//程序中需要注意的地方是，虽然设置了GPIO的方向为输入，但是GPIO的电平还是可以设置的，没有矛盾，GPIO方向由CRL CRH来决定，输出电平由ODR寄存器来决定
OLED_IIC_SCL=1;delay_us(1);
while(OLED_WRITE_SDA)
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime > 250 )
{
OLED_IIC_Stop();
return 1;
}
}
//读取到低电平才对
OLED_IIC_SCL=0; //时钟输出 0 //钳位，方便下次传输
return 0;
}
/*********************OLED写数据************************************/
void OLED_WrDat(unsigned char IIC_Data)
{
OLED_IIC_Start();
Write_IIC_Byte(0x78);
OLED_IIC_Wait_Ack();
Write_IIC_Byte(0x40); //write data
OLED_IIC_Wait_Ack();
Write_IIC_Byte(IIC_Data);
OLED_IIC_Wait_Ack();
OLED_IIC_Stop();
}
/*********************OLED写命令************************************/
void OLED_WrCmd(unsigned char IIC_Command)
{
OLED_IIC_Start();
Write_IIC_Byte(0x78); //Slave address,SA0=0
OLED_IIC_Wait_Ack();
Write_IIC_Byte(0x00); //write command
OLED_IIC_Wait_Ack();
Write_IIC_Byte(IIC_Command);
OLED_IIC_Wait_Ack();
OLED_IIC_Stop();
}
- 2.以下是直接用SCL 的跳变作为第九个电平，相当于忽略了第九个电平从机的响应
void Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
u8 i;
OLED_SDA_OUT();
OLED_IIC_SCL = 0; //拉低时钟开始数据传输
for(i=0;i<8;i++)
{
OLED_IIC_SDA = (IIC_Byte & 0x80) >> 7;
IIC_Byte <<= 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 0;
delay_us(2);
}
//不加这一段就无法写成功，应该是因为第九个时序的问题
OLED_IIC_SCL = 1;
delay_us(2);
OLED_IIC_SCL = 0;
delay_us(2);
}
/*********************OLED写数据************************************/
void OLED_WrDat(unsigned char IIC_Data)
{
OLED_IIC_Start();
Write_IIC_Byte(0x78);
Write_IIC_Byte(0x40); //write data
Write_IIC_Byte(IIC_Data);
OLED_IIC_Stop();
}
/*********************OLED写命令************************************/
void OLED_WrCmd(unsigned char IIC_Command)
{
OLED_IIC_Start();
Write_IIC_Byte(0x78); //Slave address,SA0=0
Write_IIC_Byte(0x00); //write command
Write_IIC_Byte(IIC_Command);
OLED_IIC_Stop();
}
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