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研发客服一.简述
使用面向对象的编程思想封装IIC驱动，将IIC的属性和操作封装成一个库，在需要创建一个IIC设备时只需要实例化一个IIC对象即可，本文是基于STM32和HAL库做进一步封装的。
底层驱动方法不重要，封装的思想很重要。在完成对IIC驱动的封装之后借助继承特性实现AT24C64存储器的驱动开发，仍使用面向对象的思想封装AT24C64驱动。
二.IIC驱动面向对象封装
iic.h头文件主要是类模板的定义，具体如下：
//定义IIC类
typedefstructIIC_Type
{
//属性
GPIO_TypeDef*GPIOx_SCL;//GPIO_SCL所属的GPIO组(如：GPIOA)
GPIO_TypeDef*GPIOx_SDA;//GPIO_SDA所属的GPIO组(如：GPIOA)
uint32_tGPIO_SCL;//GPIO_SCL的IO引脚(如：GPIO_PIN_0)
uint32_tGPIO_SDA;//GPIO_SDA的IO引脚(如：GPIO_PIN_0)
//操作
void(*IIC_Init)(conststructIIC_Type*);//IIC_Init
void(*IIC_Start)(conststructIIC_Type*);//IIC_Start
void(*IIC_Stop)(conststructIIC_Type*);//IIC_Stop
uint8_t(*IIC_Wait_Ack)(conststructIIC_Type*);//IIC_Wait_ack,返回wait失败或是成功
void(*IIC_Ack)(conststructIIC_Type*);//IIC_Ack,IIC发送ACK信号
void(*IIC_NAck)(conststructIIC_Type*);//IIC_NAck,IIC发送NACK信号
void(*IIC_Send_Byte)(conststructIIC_Type*,uint8_t);//IIC_Send_Byte，入口参数为要发送的字节
uint8_t(*IIC_Read_Byte)(conststructIIC_Type*,uint8_t);//IIC_Send_Byte，入口参数为是否要发送ACK信号
void(*delay_us)(uint32_t);//us延时
}IIC_TypeDef;
iic.c源文件主要是类模板具体操作函数的实现，具体如下：
//设置SDA为输入模式
staticvoidSDA_IN(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)
{
uint8_tio_num=0;//定义ioNum号
switch(IIC_Type_t->GPIO_SDA)
{
caseGPIO_PIN_0:
io_num=0;
break;
caseGPIO_PIN_1:
io_num=1;
break;
caseGPIO_PIN_2:
io_num=2;
break;
caseGPIO_PIN_3:
io_num=3;
break;
caseGPIO_PIN_4:
io_num=4;
break;
caseGPIO_PIN_5:
io_num=5;
break;
caseGPIO_PIN_6:
io_num=6;
break;
caseGPIO_PIN_7:
io_num=7;
break;
caseGPIO_PIN_8:
io_num=8;
break;
caseGPIO_PIN_9:
io_num=9;
break;
caseGPIO_PIN_10:
io_num=10;
break;
caseGPIO_PIN_11:
io_num=11;
break;
caseGPIO_PIN_12:
io_num=12;
break;
caseGPIO_PIN_13:
io_num=13;
break;
caseGPIO_PIN_14:
io_num=14;
break;
caseGPIO_PIN_15:
io_num=15;
break;
}
IIC_Type_t->GPIOx_SDA->MODER&=~(3<<(io_num*2));//将GPIOx_SDA->GPIO_SDA清零
IIC_Type_t->GPIOx_SDA->MODER|=0<<(io_num*2);//将GPIOx_SDA->GPIO_SDA设置为输入模式
}
//设置SDA为输出模式
staticvoidSDA_OUT(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)
{
uint8_tio_num=0;//定义ioNum号
switch(IIC_Type_t->GPIO_SDA)
{
caseGPIO_PIN_0:
io_num=0;
break;
caseGPIO_PIN_1:
io_num=1;
break;
caseGPIO_PIN_2:
io_num=2;
break;
caseGPIO_PIN_3:
io_num=3;
break;
caseGPIO_PIN_4:
io_num=4;
break;
caseGPIO_PIN_5:
io_num=5;
break;
caseGPIO_PIN_6:
io_num=6;
break;
caseGPIO_PIN_7:
io_num=7;
break;
caseGPIO_PIN_8:
io_num=8;
break;
caseGPIO_PIN_9:
io_num=9;
break;
caseGPIO_PIN_10:
io_num=10;
break;
caseGPIO_PIN_11:
io_num=11;
break;
caseGPIO_PIN_12:
io_num=12;
break;
caseGPIO_PIN_13:
io_num=13;
break;
caseGPIO_PIN_14:
io_num=14;
break;
caseGPIO_PIN_15:
io_num=15;
break;
}
IIC_Type_t->GPIOx_SDA->MODER&=~(3<<(io_num*2));//将GPIOx_SDA->GPIO_SDA清零
IIC_Type_t->GPIOx_SDA->MODER|=1<<(io_num*2);//将GPIOx_SDA->GPIO_SDA设置为输出模式
}
//设置SCL电平
staticvoidIIC_SCL(conststructIIC_Type*IIC_Type_t,intn)
{
if(n==1)
{
HAL_GPIO_WritePin(IIC_Type_t->GPIOx_SCL,IIC_Type_t->GPIO_SCL,GPIO_PIN_SET);//设置SCL为高电平
}
else{
HAL_GPIO_WritePin(IIC_Type_t->GPIOx_SCL,IIC_Type_t->GPIO_SCL,GPIO_PIN_RESET);//设置SCL为低电平
}
}
//设置SDA电平
staticvoidIIC_SDA(conststructIIC_Type*IIC_Type_t,intn)
{
if(n==1)
{
HAL_GPIO_WritePin(IIC_Type_t->GPIOx_SDA,IIC_Type_t->GPIO_SDA,GPIO_PIN_SET);//设置SDA为高电平
}
else{
HAL_GPIO_WritePin(IIC_Type_t->GPIOx_SDA,IIC_Type_t->GPIO_SDA,GPIO_PIN_RESET);//设置SDA为低电平
}
}
//读取SDA电平
staticuint8_tREAD_SDA(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)
{
returnHAL_GPIO_ReadPin(IIC_Type_t->GPIOx_SDA,IIC_Type_t->GPIO_SDA);//读取SDA电平
}
//IIC初始化
staticvoidIIC_Init_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)
{
GPIO_InitTypeDefGPIO_Initure;
//根据GPIO组初始化GPIO时钟
if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOA||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOA)
{
__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//使能GPIOA时钟
}
if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOB||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOB)
{
__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//使能GPIOB时钟
}
if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOC||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOC)
{
__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();//使能GPIOC时钟
}
if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOD||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOD)
{
__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();//使能GPIOD时钟
}
if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOE||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOE)
{
__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();//使能GPIOE时钟
}
if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOH||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOH)
{
__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();//使能GPIOH时钟
}
//GPIO_SCL初始化设置
GPIO_Initure.Pin=IIC_Type_t->GPIO_SCL;
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;//上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;//快速
HAL_GPIO_Init(IIC_Type_t->GPIOx_SCL,&GPIO_Initure);
//GPIO_SDA初始化设置
GPIO_Initure.Pin=IIC_Type_t->GPIO_SDA;
GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//推挽输出
GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;//上拉
GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;//快速
HAL_GPIO_Init(IIC_Type_t->GPIOx_SDA,&GPIO_Initure);
//SCL与SDA的初始化均为高电平
IIC_SCL(IIC_Type_t,1);
IIC_SDA(IIC_Type_t,1);
}
//IICStart
staticvoidIIC_Start_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)
{
SDA_OUT(IIC_Type_t);//sda线输出
IIC_SDA(IIC_Type_t,1);
IIC_SCL(IIC_Type_t,1);
IIC_Type_t->delay_us(4);
IIC_SDA(IIC_Type_t,0);//START:whenCLKishigh,DATAchangeformhightolow
IIC_Type_t->delay_us(4);
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}
//IICStop
staticvoidIIC_Stop_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)
{
SDA_OUT(IIC_Type_t);//sda线输出
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);
IIC_SDA(IIC_Type_t,0);//STOP:whenCLKishighDATAchangeformlowtohigh
IIC_Type_t->delay_us(4);
IIC_SCL(IIC_Type_t,1);
IIC_SDA(IIC_Type_t,1);//发送I2C总线结束信号
IIC_Type_t->delay_us(4);
}
//IIC_Wait_ack返回HAL_OK表示wait成功，返回HAL_ERROR表示wait失败
staticuint8_tIIC_Wait_Ack_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)//IIC_Wait_ack,返回wait失败或是成功
{
uint8_tucErrTime=0;
SDA_IN(IIC_Type_t);//SDA设置为输入
IIC_SDA(IIC_Type_t,1);IIC_Type_t->delay_us(1);
IIC_SCL(IIC_Type_t,1);IIC_Type_t->delay_us(1);
while(READ_SDA(IIC_Type_t))
{
ucErrTime++;
if(ucErrTime>250)
{
IIC_Type_t->IIC_Stop(IIC_Type_t);
returnHAL_ERROR;
}
}
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);//时钟输出0
returnHAL_OK;
}
//产生ACK应答
staticvoidIIC_Ack_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)
{
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);
SDA_OUT(IIC_Type_t);
IIC_SDA(IIC_Type_t,0);
IIC_Type_t->delay_us(2);
IIC_SCL(IIC_Type_t,1);
IIC_Type_t->delay_us(2);
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);
}
//产生NACK应答
staticvoidIIC_NAck_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)
{
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);
SDA_OUT(IIC_Type_t);
IIC_SDA(IIC_Type_t,1);
IIC_Type_t->delay_us(2);
IIC_SCL(IIC_Type_t,1);
IIC_Type_t->delay_us(2);
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);
}
//IIC_Send_Byte，入口参数为要发送的字节
staticvoidIIC_Send_Byte_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t,uint8_ttxd)
{
uint8_tt=0;
SDA_OUT(IIC_Type_t);
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);//拉低时钟开始数据传输
for(t=0;t<8;t++)
{
IIC_SDA(IIC_Type_t,(txd&0x80)>>7);
txd<<= 1;
IIC_Type_t->delay_us(2);//对TEA5767这三个延时都是必须的
IIC_SCL(IIC_Type_t,1);
IIC_Type_t->delay_us(2);
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);
IIC_Type_t->delay_us(2);
}
}
//IIC_Send_Byte，入口参数为是否要发送ACK信号
staticuint8_tIIC_Read_Byte_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t,uint8_tack)
{
uint8_ti,receive=0;
SDA_IN(IIC_Type_t);//SDA设置为输入
for(i=0;i<8;i++)
{
IIC_SCL(IIC_Type_t,0);
IIC_Type_t->delay_us(2);
IIC_SCL(IIC_Type_t,1);
receive<<=1;
if(READ_SDA(IIC_Type_t))receive++;
IIC_Type_t->delay_us(1);
}
if(!ack)
IIC_Type_t->IIC_NAck(IIC_Type_t);//发送nACK
else
IIC_Type_t->IIC_Ack(IIC_Type_t);//发送ACK
returnreceive;
}
//实例化一个IIC1外设，相当于一个结构体变量，可以直接在其他文件中使用
IIC_TypeDefIIC1={
.GPIOx_SCL=GPIOA,//GPIO组为GPIOA
.GPIOx_SDA=GPIOA,//GPIO组为GPIOA
.GPIO_SCL=GPIO_PIN_5,//GPIO为PIN5
.GPIO_SDA=GPIO_PIN_6,//GPIO为PIN6
.IIC_Init=IIC_Init_t,
.IIC_Start=IIC_Start_t,
.IIC_Stop=IIC_Stop_t,
.IIC_Wait_Ack=IIC_Wait_Ack_t,
.IIC_Ack=IIC_Ack_t,
.IIC_NAck=IIC_NAck_t,
.IIC_Send_Byte=IIC_Send_Byte_t,
.IIC_Read_Byte=IIC_Read_Byte_t,
.delay_us=delay_us//需自己外部实现delay_us函数
};
上述就是IIC驱动的封装，由于没有应用场景暂不测试其实用性，待下面ATC64的驱动缝缝扎黄写完之后一起测试使用。
三.ATC64XX驱动封装实现
at24cxx.h头文件主要是类模板的定义，具体如下：
//以下是共定义个具体容量存储器的容量
#defineAT24C01127
#defineAT24C02255
#defineAT24C04511
#defineAT24C081023
#defineAT24C162047
#defineAT24C324095
#defineAT24C648191//8KBytes
#defineAT24C12816383
#defineAT24C25632767
//定义AT24CXX类
typedefstructAT24CXX_Type
{
//属性
u32EEP_TYPE;//存储器类型（存储器容量）
//操作
IIC_TypeDefIIC;//IIC驱动
uint8_t(*AT24CXX_ReadOneByte)(conststructAT24CXX_Type*,uint16_t);//指定地址读取一个字节
void(*AT24CXX_WriteOneByte)(conststructAT24CXX_Type*,uint16_t,uint8_t);//指定地址写入一个字节
void(*AT24CXX_WriteLenByte)(uint16_t,uint32_t,uint8_t);//指定地址开始写入指定长度的数据
uint32_t(*AT24CXX_ReadLenByte)(uint16_t,uint8_t);//指定地址开始读取指定长度数据
void(*AT24CXX_Write)(uint16_t,uint8_t*,uint16_t);//指定地址开始写入指定长度的数据
void(*AT24CXX_Read)(uint16_t,uint8_t*,uint16_t);//指定地址开始写入指定长度的数据
void(*AT24CXX_Init)(conststructAT24CXX_Type*);//初始化IIC
uint8_t(*AT24CXX_Check)(conststructAT24CXX_Type*);//检查器件
}AT24CXX_TypeDef;
externAT24CXX_TypeDefAT24C_64;//外部声明实例化AT24CXX对象
at24cxx.c源文件主要是类模板具体操作函数的实现，具体如下：
//在AT24CXX指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址
//返回值:读到的数据
staticuint8_tAT24CXX_ReadOneByte_t(conststructAT24CXX_Type*AT24CXX_Type_t,uint16_tReadAddr)
{
uint8_ttemp=0;
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Start(&AT24CXX_Type_t->IIC);
//根据AT的型号发送不同的地址
if(AT24CXX_Type_t->EEP_TYPE>AT24C16)
{
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0XA0);//发送写命令
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,ReadAddr>>8);//发送高地址
}elseAT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0XA0+((ReadAddr/256)<<1));//发送器件地址0XA0,写数据
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,ReadAddr%256);//发送低地址
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Start(&AT24CXX_Type_t->IIC);
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0XA1);//进入接收模式
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);
temp=AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Read_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0);
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Stop(&AT24CXX_Type_t->IIC);//产生一个停止条件
returntemp;
}
//在AT24CXX指定地址写入一个数据
//WriteAddr:写入数据的目的地址
//DataToWrite:要写入的数据
staticvoidAT24CXX_WriteOneByte_t(conststructAT24CXX_Type*AT24CXX_Type_t,uint16_tWriteAddr,uint8_tDataToWrite)
{
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Start(&AT24CXX_Type_t->IIC);
if(AT24CXX_Type_t->EEP_TYPE>AT24C16)
{
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0XA0);//发送写命令
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);
AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,WriteAddr>>8);//发送高地址