STM32F103+VL53L0测距（二）

在上一篇文章中，我们讲了VL53L0传感器与MCU之间的硬件连接，以及如何用STM32F103对其寄存器进行读写操作，接下来我们一起学习在STM32F103中如何用它的GPIO口来模拟I2C通信。

对于STM32F103单片机来说，它是自带了硬件 IIC，但是出于使用习惯和程序可移植性考虑，我们一般选择用 IO 口去模拟 I2C 协议。
使用 IO 口模拟 IIC 的好处有三点：
1. 使用 IO 模拟 IIC 协议可以让大家把之前学过的 GPIO 知识再进行深度的理解和扩展；
2. 加深对 IIC 时序流程的认识；
3. 方便移植到 STM32 的任何一个引脚，如再做修改可以移植到其他 MCU 平台。

当然这种方法也存在一些缺点，比如考虑这样一种极端情况，在程序运行时会有执行时
间很长的中断服务函数打断 IIC 时序，造成 IIC 写失败或者读失败。如果存在这种情况，建
议大家在进行 IIC 操作之前关闭全局中断，使用后再打开。

首先，对模拟I2C的I/O管脚进行宏定义，包括SDA线、SCL线管脚的定义等，代码如下：

#define RCC_I2C_PORT RCC_APB2Periph_GPIOB #define PORT_I2C_SCL GPIOB 
#define PIN_I2C_SCL GPIO_Pin_6 #define PORT_I2C_SDA GPIOB 
#define PIN_I2C_SDA GPIO_Pin_7 #define I2C_SCL_PIN GPIO_Pin_6 
#define I2C_SDA_PIN GPIO_Pin_7 #define I2C_SCL_1() PORT_I2C_SCL->BSRR = I2C_SCL_PIN 
#define I2C_SCL_0() PORT_I2C_SCL->BRR = I2C_SCL_PIN #define I2C_SDA_1() PORT_I2C_SDA->BSRR = I2C_SDA_PIN 
#define I2C_SDA_0() PORT_I2C_SDA->BRR = I2C_SDA_PIN #define I2C_SDA_READ() ((PORT_I2C_SDA->IDR & I2C_SDA_PIN) != 0) 
#define I2C_SCL_READ() ((PORT_I2C_SCL->IDR & I2C_SCL_PIN) != 0) void SetSDA_IN(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_I2C_PORT, ENABLE);	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_I2C_SDA;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_IPU;GPIO_Init(PORT_I2C_SDA, &GPIO_InitStructure);
}
void SetSDA_OUT(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_I2C_PORT, ENABLE);	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_I2C_SDA;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;GPIO_Init(PORT_I2C_SDA, &GPIO_InitStructure);
}	

接下来便是模拟I2C的初始化函数与时序操作的函数
初始化操作与GPIO初始化基本一致：
1.配置时钟；
2.配置管脚的输入输出模式，其中输出模式最好设为上拉输出；
3.设置管脚。

void bsp_InitI2C(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_I2C_PORT, ENABLE);	GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_I2C_SCL;GPIO_Init(PORT_I2C_SCL, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = PIN_I2C_SDA;GPIO_Init(PORT_I2C_SDA, &GPIO_InitStructure);i2c_Stop();
}
static void i2c_Delay(void)
{
    uint8_t i;for (i = 0; i < 30; i++);
}
void i2c_Start(void)
{
    SetSDA_OUT();I2C_SDA_1();I2C_SCL_1();i2c_Delay();I2C_SDA_0();i2c_Delay();I2C_SCL_0();i2c_Delay();
}
void i2c_Stop(void)
{
    SetSDA_OUT();I2C_SDA_0();I2C_SCL_1();i2c_Delay();I2C_SDA_1();i2c_Delay();
}
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{
    uint8_t i;SetSDA_OUT();for (i = 0; i < 8; i++){
    if (_ucByte & 0x80){
    I2C_SDA_1();}else{
    I2C_SDA_0();}i2c_Delay();I2C_SCL_1();i2c_Delay();I2C_SCL_0();if (i == 7){
    I2C_SDA_1(); }_ucByte <<= 1;	i2c_Delay();}
}
uint8_t i2c_ReadByte(void)
{
    uint8_t i;uint8_t value;SetSDA_IN();value = 0;for (i = 0; i < 8; i++){
    value <<= 1;I2C_SCL_1();i2c_Delay();if (I2C_SDA_READ()){
    value++;}I2C_SCL_0();i2c_Delay();}return value;}
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{
    uint8_t re;SetSDA_IN();I2C_SDA_1();	i2c_Delay();I2C_SCL_1();	i2c_Delay();if (I2C_SDA_READ())	{
    re = 1;}else{
    re = 0;}I2C_SCL_0();i2c_Delay();return re;
}
void i2c_Ack(void)
{
    I2C_SDA_0();	i2c_Delay();I2C_SCL_1();	i2c_Delay();I2C_SCL_0();i2c_Delay();I2C_SDA_1();	
}
void i2c_NAck(void)
{
    I2C_SDA_1();	i2c_Delay();I2C_SCL_1();	i2c_Delay();I2C_SCL_0();i2c_Delay();
}
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
{
    uint8_t ucAck;if (I2C_SDA_READ() && I2C_SCL_READ()){
    i2c_Start();		i2c_SendByte(_Address | I2C_WR);ucAck = i2c_WaitAck();i2c_Stop();			return ucAck;}return 1;	
}

以上便是STM32F103模拟I2C的全部操作。