使用GPIO引脚模拟SDA和SCL总线实现软件模拟IIC通信，IIC的具体通信协议层和物理层链接：
' N& P) Z0 ], D1 h- P! \3 W

1. #ifndef __BSP_IIC_H
   8 `  g' J+ Y, g+ J, p2 N
2. #define __BSP_IIC_H
   
3. 
   " q6 O+ p* f. N+ i, o/ W8 U
4. #include "stm32f10x.h"
   
5. 
   - O- |2 v; G1 T9 F& g
6. 
   
7. 
   
8. #define SCL_PORT         GPIOA
   ; C* q- v. y) X& i8 _/ x
9. #define SCL_PIN          GPIO_Pin_2
   ; u; [. J7 U" g8 @9 |" b
10. #define SCL_MOOD         GPIO_Mode_Out_OD
    - \; l6 ~" ~! V7 e
11. #define SCL_SPEED        GPIO_Speed_50MHz
    0 Q' C; o8 A: H( a+ T7 H
12. 
    . g  ~# u, }6 a$ b# L  C2 }4 S4 D
13. #define SDA_PORT         GPIOA
    
14. #define SDA_PIN          GPIO_Pin_3
    
15. #define SDA_MOOD         GPIO_Mode_Out_OD
    
16. #define SDA_SPEED        GPIO_Speed_50MHz
    $ C$ D  M% M/ m' U+ F) }3 O
17. 
    % `+ K; x' E! q: T5 \( \3 c: k
18. #define SDA_1()          GPIO_SetBits(SDA_PORT, SDA_PIN)
    ) [+ T* `  u* w  ?% s
19. #define SDA_0()          GPIO_ResetBits(SDA_PORT, SDA_PIN)
    
20. 
    
21. #define SCL_1()          GPIO_SetBits(SCL_PORT, SCL_PIN)
      |( z" o+ t( @' `) e, @
22. #define SCL_0()          GPIO_ResetBits(SCL_PORT, SCL_PIN)
    2 \& H9 g( |5 k/ M
23. 
    ! i8 G$ X& l3 u/ q* K
24. #define SDA_READ         GPIO_ReadInputDataBit(SDA_PORT, SDA_PIN)
    ; N. T4 s# A: _$ C' r* ^' n
25. 
    
26. 
    
27. /* ACK原型为acknowledge，意为：报告已收到 */
    & m) c. u  r" f( n  J9 |) y0 \
28. void Delay(void);
    
29. void IIC_START(void);
    ( A7 O$ a9 X9 K1 E$ F8 M; p2 v& [
30. void IIC_STOP(void);
    ) L9 X- ~% l1 J5 f
31. void IIC_ACK(void);
    
32. void IIC_NACK(void);
    
33. uint8_t IIC_ReadACK(void);
    
34. void IIC_SendByte(uint8_t data)        ;
    . x. N  Z; N4 N/ j9 U4 ^8 h" n9 x, N
35. uint8_t IIC_ReadByte(void);
    
36. void IIC_GPIO_Config(void);
    4 G- f+ o4 n2 u: [
37. 
    
38. 
    . P- P: D- D$ E' f
39. 
    
40. 
    
41. #endif     /* __BSP_IIC_H */
      x6 b% U" o" t9 K8 Z: {* e$ L. g9 X
42. 
    

复制代码

1. 
   
2. 
   
3. void Delay(void)
   " E7 |$ H) J) B# A3 j7 d% D
4. {
     s5 m% W) {0 k/ Z; e' v) V1 }
5.         uint8_t i;
   
6. 
   
7.         /*　
   % s, x# `) m0 ~4 N) b
8.                  下面的时间是通过逻辑分析仪测试得到的。
   
9.     工作条件：CPU主频72MHz ，MDK编译环境，1级优化
   
10.   
    
11.                 循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz
    9 e, X/ L7 ?& x; r1 Z' K+ c' l
12.                 循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us
    
13.                  循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us
    " @5 y( ?  R0 ]. c$ x" X% W
14.         */
    
15.         for (i = 0; i < 10; i++);
    
16. }
    
17. 
    
18. 
    
19. /* SCL高电平时期SDA产生下降沿表示起始信号 */
    * k& \9 ^; Q+ r/ D: u
20. void IIC_START(void)
    
21. {
    , V& x% q# J7 g0 o) Z5 n% ~. w+ f4 T
22.         SDA_1();
    ! G& c  s0 M2 [0 x3 i1 p
23.         SCL_1();
    
24.         Delay();
    1 C" d8 W3 A. W8 t. q0 r  N, E
25.        
    
26.         SDA_0();
    ( a+ c, |9 |- R$ ]* w
27.         Delay();
    ( t, I; t* V7 i3 u7 ~
28.         SCL_0();
    
29.         Delay();
    . p7 e# G5 S2 }2 ^0 ~
30. }
    4 y* I' P0 m9 i- K+ i& U, S  c5 a2 @
31. 
    
32. 
    
33. 
    
34. /* SCL高电平时期SDA产生上升沿表示停止信号 */
    
35. void IIC_STOP(void)
    : `" I, Q( I0 V
36. {
    ) s! G6 c* B" x# \$ G" p" u: C
37.         SDA_0();
    8 f. A( y! Z6 r! r+ j' L
38.         SCL_1();
    
39.         Delay();
    
40.        
    
41.         SDA_1();
    1 N' j! @1 q+ k! r& q8 \/ D0 z
42.         Delay();
    
43.   /* 停止信号后SDA和SCL都为高电平 */
    6 @- T2 B& d2 O/ n
44. }
    
45. 
    1 k: a6 o! G/ r1 C1 w
46. 
    2 I2 @! A- I5 s* j
47. /* SCL高电平时期 SDA保持低电平代表 应答信号 */
    " y* r9 n3 G2 c, L$ V
48. void IIC_ACK(void)
    ! j6 m/ j5 V5 O! D1 p& E
49. {
    6 j( e3 p% V8 T% s1 D6 x
50.         SDA_0();
    - c, F( q  y! L- W. Q9 z
51.         Delay();
    
52.         SCL_1();
    & L. q) A0 x3 f( n+ ~7 C! E
53.         Delay();
    $ R4 \% Q$ s( m6 f4 g8 n
54.        
    
55.         SCL_0();
    
56.         Delay();
    
57.         SDA_1();
    
58. /* 随后释放SDA总线 */
    
59. }
    
60. 
    & F1 ?8 }6 r1 ^" S8 f' b3 k- T# J
61. 
    
62. /* SCL高电平时期 SDA保持高电平代表 非应答信号 */
      c3 {. S" ^8 M+ f' K
63. void IIC_NACK(void)
    
64. {
    
65.         SDA_1();
    
66.         Delay();
    . g9 f# N) a7 Y- J
67.         SCL_1();
    
68.         Delay();
    
69.        
    0 s1 M3 S/ g' q. k
70.         SCL_0();
    4 P7 J' b' k, S3 E! }
71. /* SDA已经为高电平，无需释放 */
    9 p1 I2 G' w9 }: s* [2 O1 _
72. }
    2 r* K8 G  J* J3 n2 y- E
73. 
    
74. 
    
75. /* CPU产生一个SCL时钟，读取应答  ACK：0   NACK：1*/
    
76. /* 因为SDA平时为高电平，所以没有收到应答时，SDA还为高电平，即读取到 1 为非应答 */
    ' u8 J, u& e) g6 }3 G7 T$ ]
77. uint8_t IIC_ReadACK(void)
    . u; b8 z9 {& t
78. {
    * F2 I- {! m0 C! {
79.         uint8_t k;
    7 N6 Q) o: ~4 e2 W# W
80.         /* 释放SDA总线 */
    + u2 J. h* C5 a3 |
81.         SDA_1();
    5 x0 h5 D9 O, ]1 ?% g6 i% X
82.         Delay();
    
83.         /* SCL为高电平时，才会读取有效数据 */
    
84.         SCL_1();
    
85.         Delay();
    6 O7 I; v) M) k; Z" {2 x1 E' \3 p
86.        
    
87.         /* 读取信号 */
    
88.         if(SDA_READ==1)
    
89.                 k=1;
    , e, \' x1 A( O7 q% J3 j
90.         else
    
91.                 k=0;
    
92.         /* 收到信号后SCL要拉低 */
    
93.         SCL_0();
    + [! ?; w" n* s1 Q& j' `
94.         Delay();
    
95.         return k;
    
96. }
    + u% Z. _2 C$ L4 b3 g2 {
97. 
    
98. 
    % l9 H7 g" \$ O* j: ?! d4 l& i( T
99. /* 发送一个字节，先发送高位 */
    & Z! P8 y& g* |1 b3 ^5 a
100. void IIC_SendByte(uint8_t data)
     9 r: r$ X4 h, y9 g' n! e) m
101. {
     
102.         uint8_t n=0x01;
     
103.         int i;
     : a# J" v0 P; U& W: E9 x
104.         SCL_0();
     
105.         Delay();
     ! m& Q$ K3 G) Z$ J; u. j
106.         for(i=7;i>=0;i--)
     4 Z0 Y' Z. Y" k7 x2 Y8 m& A1 f
107.         {
     
108.                 if(n&(data>>i))
     % E8 @8 }: B2 J1 T- H
109.                 {
     2 e; C1 [) M( X' L+ T
110.                         SDA_1();
     
111.                         Delay();
     
112.                         SCL_1();
     2 b7 ~0 i( q" V4 q" Y
113.                         Delay();
     5 I- K* L) Q  C! z" X% i
114.                 }
     
115.                 else
     ( i/ @! `- Y2 {7 A
116.                 {
     " c. \8 x, x: ~& `& O( G
117.                         SDA_0();
     * N9 h: x' Z3 ~
118.                         Delay();
     * C$ p  o# f4 b2 H# Z+ }
119.                         SCL_1();
     
120.                         Delay();
     ( e- v/ }$ u! K# u2 v
121.                 }
     : g- V$ d2 Q' @+ a
122.                 SCL_0();
     
123.                 Delay();
     
124.         }
     ) g3 i" r6 F5 O% U! P
125.         /* 发送完一个字节后释放SDA总线 */
     
126.         SDA_1();
     # [4 R1 k+ k$ X7 s- F  {
127.         Delay();
     
128.        
     
129. }
     
130. 
     6 {1 y' }$ B& E4 h/ N8 t
131. /* 读取一个字节，在CPU产生的SCL高电平时期读取 */
     . g2 ?4 Q% n$ T+ u4 n/ O( d
132. uint8_t IIC_ReadByte(void)
     ! ^; n3 v0 r$ Z' p
133. {
     
134. //        uint8_t i,data=0;
     
135. //        for(i=0;i<8;i++)
     
136. //        {
     ' @1 S& b6 O6 |& `' t' j. r
137. //                SCL_1();
     
138. //                Delay();
     
139. //                if(SDA_READ)
     
140. //                {
     
141. //                        data++; /* 利用自增实现对最低位写 1  */
     ( `8 `! b+ p  \
142. //                }
     
143. //                data<<=1;
     ' p% Y$ R9 }' {( F( v/ y
144. //                SCL_0();
     
145. //                Delay();
     8 {8 S/ u, A7 T' E/ t1 `/ d
146. //               
     
147. //        }
     3 l- c; M1 v' Q
148. //        return data;
     ! B6 u/ @& O3 ~8 s& z; y* ?- S; Z
149. //       
     
150.        
     
151.         uint8_t i;
     
152.        
     
153.         uint8_t temp = 0;
     * u. \9 `1 S8 ~8 y, R3 I- t
154.        
     
155.         for(i=0;i<8;i++)
     / D# v- c3 p+ z1 X3 {* P! f! M7 o
156.         {               
     
157.                 temp<<=1;
     ! I& p$ ?5 ~& y; d0 _: L" J4 m
158.                
     
159.                 SCL_1();
     
160.                 Delay();
     
161.                
     
162.                 if( SDA_READ==1 )
     + J6 J' m( `+ ]5 z- V& O1 J
163.                 {
     ' ~' W2 E5 z& W% u
164.                         temp += 1;
     
165.                 }
     
166.                
       m) e) Q" k& o* c  ?- t
167.                 SCL_0();
     
168.                 Delay();
     ! {' ~6 Z: ?: h9 I! C, N( U
169.         }               
     " A( b6 A' \  g) Y
170.        
     
171.         return temp;
     
172. }
     1 B9 {' O) E( `, {; c' _
173. 
     
174. 
     
175. 
     + V' u" d" c9 b' P" ~
176. /* 配置SCL和SDA对应的GPIO引脚，模式都为开漏输出 */
     
177. void IIC_GPIO_Config(void)
     2 G! N( V" X0 N) `2 l  m
178. {
     
179.         GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
     
180.        
     2 }: s; }& k. F' P. F, `6 n2 w; I
181.         RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA, ENABLE);
     
182.        
     4 c' w1 b* X9 X8 j+ f0 u
183.         GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = SCL_PIN;
     ; o6 Y1 Q1 l9 _. P$ [1 ^, P3 t
184.         GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = SCL_MOOD;
     
185.         GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = SCL_SPEED;
     ; Y5 G( M! T4 |! l8 v
186.         GPIO_Init(SCL_PORT, &GPIO_InitStruct);
     , j0 F. y8 \! z5 j2 U( P4 m
187.        
     
188.   GPIO_InitStruct.GPIO_Pin = SDA_PIN;
     7 h0 k$ e% a# A8 N1 }' O9 [
189.         GPIO_InitStruct.GPIO_Mode = SDA_MOOD;
     6 R8 y7 M3 Z- l' k
190.         GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = SDA_SPEED;
     4 [: q% y+ l7 O2 O2 G
191.         GPIO_Init(SDA_PORT, &GPIO_InitStruct);
     
192.        
     
193. /* 给一个停止信号，使IIC总线上所有设备处于复位 */
     " p4 u  \: |+ d& o+ x" [
194.         IIC_STOP();
     - ^+ l! `2 _& i; p* v! O, k$ V
195.        
     1 Y: `2 s: q4 g) G- Z1 Q% ^, u
196. }
     ) J/ J$ F  @$ n+ O# n5 S* A- @
197. 
     
198. 
     ) N. l" `  ]+ K# R5 h! f7 b5 E4 }

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- B# b( v" T. G, T- m% r7 x* \: e( n
) h  m2 e5 r' ~4 K
0 g! g0 K: ]- C