【GD32F427开发板试用】硬件IIC读取SHT40温湿度传感器

介绍

很荣幸又能再次的参加技术社区的开发板试用活动，此次参加用的是GD32F427系列的芯片，该芯片相较于GDF310系列的资源可以说非常丰富了。本次试用的项目是试用板子上面的iic外设读取传感器的温度。

准备工作

拿到板子以后，LED闪烁正常，说明板子正常。

由于以前用的MDK开发环境，本次想要改用IAR的环境，此处需要添加支持包，首先要把这个后缀名改为exe

另外，必须以管理员身份运行，能正确识别到本机IAR的安装路径才算成功，否则安装是不成功的。

另外这个板子配置串口也有些小波折，这里参考了这位的教程：https://aijishu.com/a/1060000000367387
之后实现了printf的输出。

硬件连接

如图所示，iic的通信只需要SDA和SCL两根线。
IIC通信过程由开始、结束、发送、响应、接收五个部分构成。
1、（在发送、接收数据的时候）当SCL为高电平时，SDA线不允许变化；当SCL线为低电平时，SDA线可以任意0、1变化。
2、（在任意时候）只有当SCL为高电平时，IIC电路才对SDA线上的电平（0或者1）进行记录，当SCL线为低电平时，无论SDA是高还是低，IIC电路都不对SDA进行采样。

空闲状态：SDA和SCL都为高

开始和停止：
开始信号：当SCL为高期间，SDA由高到低的跳变；启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平。

停止信号：当SCL为高期间，SDA由低到高的跳变；停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号
应答：
发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据先，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。

对于反馈有效应答位ACK的要求是，接收器在第9个时钟脉冲之前的低电平期间将SDA线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间位稳定的低电平。如果接收器是主控器，则在它收到最后一个字节后，发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放SDA线，以便主控接收器发送一个停止信号P

软件实现

通过参考demo，我们可以很快的试用iic，我们使用PB8 和PB9来做scl和sdl
iic配置的代码如下

时钟配置
   

 /* enable GPIOB clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOB);
    /* enable I2C1 clock */
    rcu_periph_clock_enable(RCU_I2C1);

GPIO配置

  /* I2C0 and I2C1 GPIO ports */
    /* connect PB8 to I2C0_SCL */
    gpio_af_set(GPIOB, GPIO_AF_4, GPIO_PIN_8);
    /* connect PB9 to I2C0_SDA */
    gpio_af_set(GPIOB, GPIO_AF_4, GPIO_PIN_9);

iic 配置

  /* configure GPIO pins of I2C0 */
    gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_8);
    gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_8);
    gpio_mode_set(GPIOB, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_9);
    gpio_output_options_set(GPIOB, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_9);
    
        /* configure I2C clock */
    i2c_clock_config(I2C0, 100000, I2C_DTCY_2);
    /* configure I2C address */
    i2c_mode_addr_config(I2C0, I2C_I2CMODE_ENABLE, I2C_ADDFORMAT_7BITS, I2C0_SLAVE_ADDRESS7);
    /* enable I2C0 */
    i2c_enable(I2C0);
    /* enable acknowledge */
    i2c_ack_config(I2C0, I2C_ACK_ENABLE);
    

上述配置好了以后，我们就能正常使用i2c了，我们需要对原始api进行一些简单的封装。

void I2C_LeaderWrite(uint16_t followerAddress, , uint8_t targetAddress, uint8_t *txBuff,
                     uint8_t numBytes) {
    /* wait until I2C bus is idle */
    while (i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY))
        ;
    /* send a start condition to I2C bus */
    i2c_start_on_bus(I2C0);
    /* wait until SBSEND bit is set */
    while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND))
        ;
    /* send slave address to I2C bus */
    i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_TRANSMITTER);
    /* wait until ADDSEND bit is set */
    while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND))
        ;
    /* clear ADDSEND bit */
    i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);
    /* wait until the transmit data buffer is empty */
    while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE))
        ;

    for (i = 0; i < numBytes; i++) {
        /* data transmission */
        i2c_data_transmit(I2C0, txBuff[i]);
        /* wait until the TBE bit is set */
        while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE))
            ;
    }
    /* send a stop condition to I2C bus */
    i2c_stop_on_bus(I2C0);
    /* wait until stop condition generate */
    while (I2C_CTL0(I2C0) & 0x0200)
        ;
}
void I2C_LeaderRead(uint16_t followerAddress, uint8_t targetAddress, uint8_t *rxBuff,
                    uint8_t numBytes) {
    /* wait until I2C bus is idle */
    while (i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY))
        ;

    /* send a start condition to I2C bus */
    i2c_start_on_bus(I2C0);

    /* wait until SBSEND bit is set */
    while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND))
        ;

    /* send slave address to I2C bus */
    i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_TRANSMITTER);

    /* wait until ADDSEND bit is set */
    while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND))
        ;

    /* clear the ADDSEND bit */
    i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);

    /* wait until the transmit data buffer is empty */
    while (SET != i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_TBE))
        ;

    /* enable I2C0*/
    i2c_enable(I2C0);

    /* send the EEPROM's internal address to write to */
    i2c_data_transmit(I2C0, targetAddress);

    /* wait until BTC bit is set */
    while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_BTC))
        ;

    /* send a start condition to I2C bus */
    i2c_start_on_bus(I2C0);

    /* wait until SBSEND bit is set */
    while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_SBSEND))
        ;

    /* send slave address to I2C bus */
    i2c_master_addressing(I2C0, followerAddress, I2C_RECEIVER);

    /* wait until ADDSEND bit is set */
    while (!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND))
        ;

    /* clear the ADDSEND bit */
    i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);

    /* while there is data to be read */
    for (int i = 0; i < numBytes; i++) {
        /* code */

        /* read a data from I2C_DATA */
        rxBuff[i++] = i2c_data_receive(I2C0);
        /* send a stop condition */
        i2c_stop_on_bus(I2C0);
    }

    /* wait until the stop condition is finished */
    while (I2C_CTL0(I2C0) & 0x0200)
        ;

    /* enable acknowledge */
    i2c_ack_config(I2C0, I2C_ACK_ENABLE);

    i2c_ackpos_config(I2C0, I2C_ACKPOS_CURRENT);
}

如上，我们的MCU就能作为主机来发送和接受了
查阅sht40的手册可以得到读取的命令以及转换关系

主函数代码如下

int main(void)
{
    my_iic_init():
      
    init_sensor_sht40();
  
    while(1) {

        delay_1ms(1000);
        get_sensor_sht40(&temp,&hum);
        printf ("get T：%d, H: %d",temp,hum);

    }
}

结果定时采集当前的环境的数据。