模拟I2C代码逻辑可以用在任何单片机上，从51，到16位私有核的MSP430，再到32位的STM32和瑞萨，只要是有单片机的场合，就必定能用模拟I2C代码进行通信，模拟I2C代码逻辑的编写，是对每个嵌入式开发工程师的基本考验。直接使用官方的SCI0接口所对应的引脚，即P100和P101：
微信图片_20230727181756.jpg

我平时的习惯是使用寄存器进行GPIO操作：

  1. #define I2C_SCL_P100_HIGH                                   R_PFS->PORT[1].PIN[0].PmnPFS_b.PODR = 1
  2. #define I2C_SCL_P100_LOW                                    R_PFS->PORT[1].PIN[0].PmnPFS_b.PODR = 0

  4. #define I2C_SDA_P101_HIGH                                   R_PFS->PORT[1].PIN[1].PmnPFS_b.PODR = 1
  5. #define I2C_SDA_P101_LOW                                    R_PFS->PORT[1].PIN[1].PmnPFS_b.PODR = 0



I2C驱动代码直接移植原子的代码即可：

  1. void I2C_IDLE_P100_P101()
  2. {
  3.         I2C_SDA_P101_OUT();
  4.         I2C_SDA_P101_HIGH;
  5.         I2C_SCL_P100_HIGH;
  6.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  7. }

  9. void I2C_Start_P100_P101(void)
  10. {
  11.         I2C_SDA_P101_OUT();
  12.         I2C_SDA_P101_HIGH;
  13.         I2C_SCL_P100_HIGH;            
  14.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  15.         I2C_SDA_P101_LOW;
  16.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  17.         I2C_SCL_P100_LOW;
  18.    R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  19. }       

  21. void I2C_Stop_P100_P101(void)
  22. {
  23.         I2C_SDA_P101_OUT();
  24.         I2C_SDA_P101_LOW;
  25.   I2C_SCL_P100_HIGH;
  26.   R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  27.   I2C_SDA_P101_HIGH;
  28. }

  30. uint8_t I2C_Wait_Ack_P100_P101(void)
  31. {
  32.         uint8_t rvalue;
  33.         I2C_SDA_P101_OUT();
  34.         I2C_SDA_P101_HIGH;
  35.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  36.         I2C_SCL_P100_HIGH;
  37.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  38.         I2C_SDA_P101_IN();
  39.         if(I2C_SDA_P101_READ)
  40.         {
  41.                 rvalue = 1;
  42.         }
  43.         else
  44.         {
  45.                 rvalue = 0;
  46.         }
  47.         I2C_SCL_P100_LOW;
  48.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  49.         return rvalue;
  50. }

  52. void I2C_Ack_P100_P101(void)
  53. {
  54.         I2C_SDA_P101_OUT();
  55.         I2C_SDA_P101_LOW;
  56.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  57.         I2C_SCL_P100_HIGH;
  58.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  59.         I2C_SCL_P100_LOW;
  60.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  61.         I2C_SDA_P101_HIGH;
  62. }

  64. void I2C_NAck_P100_P101(void)
  65. {
  66.         I2C_SDA_P101_OUT();
  67.         I2C_SDA_P101_HIGH;
  68.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  69.         I2C_SCL_P100_HIGH;
  70.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  71.         I2C_SCL_P100_LOW;
  72.         R_BSP_SoftwareDelay(4 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  73. }       

  75. void I2C_Send_Byte_P100_P101(uint8_t txd)
  76. {                        
  77.   uint8_t i;   
  78.         I2C_SDA_P101_OUT();
  79.         I2C_SCL_P100_LOW;
  80.   for(i = 0 ; i < 8 ; i ++)
  81.   {              
  82.                 if((txd&0x80)>>7)
  83.                         I2C_SDA_P101_HIGH;
  84.                 else
  85.                         I2C_SDA_P101_LOW;
  86.                 txd <<= 1;           
  87.                 R_BSP_SoftwareDelay(20 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  88.                 I2C_SCL_P100_HIGH;
  89.                 R_BSP_SoftwareDelay(20 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  90.                 I2C_SCL_P100_LOW;
  91.                 R_BSP_SoftwareDelay(20 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  92.    }       
  93.         R_BSP_SoftwareDelay(20 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  94. }             

  96. uint16_t I2C_Read_Byte_P100_P101(uint8_t ack)
  97. {
  98.         uint8_t i;
  99.         uint16_t dat = 0;
  100.         I2C_SDA_P101_IN();
  101.   for(i = 0 ; i < 8 ; i++)
  102.         {
  103.                 I2C_SCL_P100_LOW;
  104.                 R_BSP_SoftwareDelay(20 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  105.                 I2C_SCL_P100_HIGH;
  106.                 dat <<= 1;
  107.                 if(I2C_SDA_P101_READ)       
  108.                         dat++;   
  109.                 R_BSP_SoftwareDelay(20 , BSP_DELAY_UNITS_MICROSECONDS);
  110.   }               

  112.     if (!ack)
  113.         I2C_NAck_P100_P101();
  114.     else
  115.         I2C_Ack_P100_P101();
  116.     return dat;
  117. }

  119. uint8_t I2C_Read_Addr_P100_P101(uint8_t dev_addr , uint8_t reg)
  120. {
  121.         uint8_t res;
  122.         I2C_Start_P100_P101();
  123.         I2C_Send_Byte_P100_P101((dev_addr << 1) | 0);
  124.         I2C_Wait_Ack_P100_P101();
  125.         I2C_Send_Byte_P100_P101(reg);
  126.         I2C_Wait_Ack_P100_P101();
  127.         I2C_Start_P100_P101();
  128.         I2C_Send_Byte_P100_P101((dev_addr << 1) | 1);
  129.         I2C_Wait_Ack_P100_P101();
  130.         res = I2C_Read_Byte_P100_P101(0);
  131.         I2C_Stop_P100_P101();
  132.         return res;               
  133. }

  135. void I2C_Read_Datas_P100_P101(uint8_t dev_addr , uint8_t reg , uint8_t data_len , uint8_t data[])
  136. {
  137.         while(data_len)
  138.         {
  139.         *data = I2C_Read_Addr_P100_P101(dev_addr , reg++);
  140.         data ++;
  141.         data_len --;
  142.     }       
  143. }

  145. void I2C_Write_Reg_Data_P100_P101(uint8_t dev_addr , uint8_t reg , uint8_t data)
  146. {
  147.         I2C_Start_P100_P101();
  148.         I2C_Send_Byte_P100_P101((dev_addr << 1) | 0);
  149.         I2C_Wait_Ack_P100_P101();
  150.         I2C_Send_Byte_P100_P101(reg);
  151.         I2C_Wait_Ack_P100_P101();
  152.         I2C_Send_Byte_P100_P101(data);
  153.         I2C_Wait_Ack_P100_P101();
  154.         I2C_Stop_P100_P101();
  155. }

  157. void I2C_Write_Reg_Datas_P100_P101(uint8_t dev_addr , uint8_t reg , uint8_t data_len , uint8_t data[])
  158. {
  159.         int i;
  160.         I2C_Start_P100_P101();
  161.         I2C_Send_Byte_P100_P101((dev_addr << 1) | 0);
  162.         I2C_Wait_Ack_P100_P101();
  163.         I2C_Send_Byte_P100_P101(reg);
  164.         I2C_Wait_Ack_P100_P101();
  165.         for(i = 0 ; i < data_len ; i++)
  166.         {
  167.                 I2C_Send_Byte_P100_P101(data[i]);
  168.                 I2C_Wait_Ack_P100_P101();
  169.         }
  170.   I2C_Stop_P100_P101();
  171.   R_BSP_SoftwareDelay(10 , BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
  172. }

  174. #define ATH20_SLAVE_ADDRESS                                                                0x38

  176. #define BMP280_PRESSURE_OSR                                                                            (BMP280_OVERSAMP_8X)
  177. #define BMP280_TEMPERATURE_OSR                                                            (BMP280_OVERSAMP_16X)
  178. #define BMP280_MODE                                                                                                            (BMP280_PRESSURE_OSR << 2 | BMP280_TEMPERATURE_OSR << 5 | BMP280_NORMAL_MODE)

  180. #define BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x76                                        0x76
  181. #define BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77                                                    0x77               

  183. /*calibration parameters */
  184. #define BMP280_DIG_T1_LSB_REG                   0x88
  185. #define BMP280_DIG_T1_MSB_REG                   0x89
  186. #define BMP280_DIG_T2_LSB_REG                   0x8A
  187. #define BMP280_DIG_T2_MSB_REG                   0x8B
  188. #define BMP280_DIG_T3_LSB_REG                   0x8C
  189. #define BMP280_DIG_T3_MSB_REG                   0x8D
  190. #define BMP280_DIG_P1_LSB_REG                   0x8E
  191. #define BMP280_DIG_P1_MSB_REG                   0x8F
  192. #define BMP280_DIG_P2_LSB_REG                   0x90
  193. #define BMP280_DIG_P2_MSB_REG                   0x91
  194. #define BMP280_DIG_P3_LSB_REG                   0x92
  195. #define BMP280_DIG_P3_MSB_REG                   0x93
  196. #define BMP280_DIG_P4_LSB_REG                   0x94
  197. #define BMP280_DIG_P4_MSB_REG                   0x95
  198. #define BMP280_DIG_P5_LSB_REG                   0x96
  199. #define BMP280_DIG_P5_MSB_REG                   0x97
  200. #define BMP280_DIG_P6_LSB_REG                   0x98
  201. #define BMP280_DIG_P6_MSB_REG                   0x99
  202. #define BMP280_DIG_P7_LSB_REG                   0x9A
  203. #define BMP280_DIG_P7_MSB_REG                   0x9B
  204. #define BMP280_DIG_P8_LSB_REG                   0x9C
  205. #define BMP280_DIG_P8_MSB_REG                   0x9D
  206. #define BMP280_DIG_P9_LSB_REG                   0x9E
  207. #define BMP280_DIG_P9_MSB_REG                   0x9F

  209. #define BMP280_CHIPID_REG                    0xD0  /*Chip ID Register */
  210. #define BMP280_RESET_REG                     0xE0  /*Softreset Register */
  211. #define BMP280_STATUS_REG                    0xF3  /*Status Register */
  212. #define BMP280_CTRLMEAS_REG                  0xF4  /*Ctrl Measure Register */
  213. #define BMP280_CONFIG_REG                    0xF5  /*Configuration Register */
  214. #define BMP280_PRESSURE_MSB_REG              0xF7  /*Pressure MSB Register */
  215. #define BMP280_PRESSURE_LSB_REG              0xF8  /*Pressure LSB Register */
  216. #define BMP280_PRESSURE_XLSB_REG             0xF9  /*Pressure XLSB Register */
  217. #define BMP280_TEMPERATURE_MSB_REG           0xFA  /*Temperature MSB Reg */
  218. #define BMP280_TEMPERATURE_LSB_REG           0xFB  /*Temperature LSB Reg */
  219. #define BMP280_TEMPERATURE_XLSB_REG          0xFC  /*Temperature XLSB Reg */


  222. #define BMP280_SLEEP_MODE                                                                                (0x00)
  223. #define BMP280_FORCED_MODE                                                                        (0x01)
  224. #define BMP280_NORMAL_MODE                                                                        (0x03)

  226. #define BMP280_TEMPERATURE_CALIB_DIG_T1_LSB_REG             (0x88)
  227. #define BMP280_PRESSURE_TEMPERATURE_CALIB_DATA_LENGTH       (24)
  228. #define BMP280_DATA_FRAME_SIZE                                                        (6)

  230. #define BMP280_OVERSAMP_SKIPPED                                                        (0x00)
  231. #define BMP280_OVERSAMP_1X                                                                        (0x01)
  232. #define BMP280_OVERSAMP_2X                                                                        (0x02)
  233. #define BMP280_OVERSAMP_4X                                                                        (0x03)
  234. #define BMP280_OVERSAMP_8X                                                                        (0x04)
  235. #define BMP280_OVERSAMP_16X                                                                        (0x05)

  237. #define CONST_PF                                                                                                                 0.1902630958       
  238. //(1/5.25588f) Pressure factor
  239. #define FIX_TEMP                                                                                                                 25                               
  240. // Fixed Temperature. ASL is a function of pressure and temperature, but as the temperature changes so much (blow a little towards the flie and watch it drop 5 degrees) it corrupts the ASL estimates.
  241. // TLDR: Adjusting for temp changes does more harm than good.

  243. typedef struct
  244. {
  245.     uint16_t dig_T1;/* calibration T1 data */
  246.     int16_t dig_T2; /* calibration T2 data */
  247.     int16_t dig_T3; /* calibration T3 data */
  248.     uint16_t dig_P1;/* calibration P1 data */
  249.     int16_t dig_P2; /* calibration P2 data */
  250.     int16_t dig_P3; /* calibration P3 data */
  251.     int16_t dig_P4; /* calibration P4 data */
  252.     int16_t dig_P5; /* calibration P5 data */
  253.     int16_t dig_P6; /* calibration P6 data */
  254.     int16_t dig_P7; /* calibration P7 data */
  255.     int16_t dig_P8; /* calibration P8 data */
  256.     int16_t dig_P9; /* calibration P9 data */
  257.     int t_fine; /* calibration t_fine data */
  258. } bmp280Calib;

  260. uint8_t msb , lsb , xlsb;
  261. float var1 , var2;
  262. bmp280Calib  bmp280Cal;

  264. uint8_t BMP280_Init(void)
  265. {
  266.         uint8_t bmp280_id;
  267.         uint8_t tmp[1];

  269.         I2C_Read_Datas_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77 , BMP280_CHIPID_REG, 1, &bmp280_id);

  271.         printf("bmp280_id = 0x%x\n" , bmp280_id);

  273.         I2C_Read_Datas_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77, BMP280_DIG_T1_LSB_REG , 24 , (uint8_t *)&bmp280Cal);

  275.         //printf("%d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d\n" ,
  276.         // bmp280Cal.dig_T1 , bmp280Cal.dig_T2 , bmp280Cal.dig_T3 ,
  277.         // bmp280Cal.dig_P1 , bmp280Cal.dig_P2 , bmp280Cal.dig_P3 ,
  278.         // bmp280Cal.dig_P4 , bmp280Cal.dig_P5 , bmp280Cal.dig_P6 ,
  279.         // bmp280Cal.dig_P7 , bmp280Cal.dig_P8 , bmp280Cal.dig_P9);

  281.         tmp[0] = BMP280_MODE;
  282.         I2C_Write_Reg_Datas_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77 , BMP280_CTRLMEAS_REG , 1 , tmp);

  284.         tmp[0] = 5 << 2;
  285.         I2C_Write_Reg_Datas_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77 , BMP280_CONFIG_REG , 1 , tmp);

  287.         return bmp280_id;
  288. }

  290. float BMP280PressureToAltitude(float* pressure)
  291. {
  292.     if (*pressure > 0)
  293.     {
  294.         return ((pow((1015.7f / (*pressure)), CONST_PF) - 1.0f) * (FIX_TEMP + 273.15f)) / 0.0065f;
  295.     }
  296.     else
  297.     {
  298.         return 0;
  299.     }
  300. }

  302. void BMP280_Read_Pressure_Tempature(float * pres , float * temp)
  303. {
  304.         msb = I2C_Read_Addr_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77 , BMP280_PRESSURE_MSB_REG);
  305.         lsb = I2C_Read_Addr_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77 , BMP280_PRESSURE_LSB_REG);
  306.         xlsb = I2C_Read_Addr_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77 , BMP280_PRESSURE_XLSB_REG);


  309.     *pres = (msb * 65536 | lsb * 256 | xlsb) >> 4;

  311.         msb = I2C_Read_Addr_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77 , BMP280_TEMPERATURE_MSB_REG);
  312.         lsb = I2C_Read_Addr_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77 , BMP280_TEMPERATURE_LSB_REG);
  313.         xlsb = I2C_Read_Addr_P100_P101(BMP280_SLAVE_ADDRESS_0x77 , BMP280_TEMPERATURE_XLSB_REG);

  315.     *temp = (msb * 65536 | lsb * 256 | xlsb) >> 4;

  317.     var1 = ((*temp) / 16384.0 - bmp280Cal.dig_T1 / 1024.0)*(bmp280Cal.dig_T2);
  318.     var2 = (((*temp) / 131072.0 - bmp280Cal.dig_T1 / 8192.0) *
  319.          ((*temp) / 131072.0 - bmp280Cal.dig_T1 / 8192.0)) * bmp280Cal.dig_T3;
  320.     *temp = var1 + var2;
  321.     *temp /= 5120.0;

  323.     var1 = ((*temp) / 2.0) - 64000.0;
  324.     var2 = var1 * var1*(bmp280Cal.dig_P6) / 32768.0;
  325.     var2 = var2 + var1 * (bmp280Cal.dig_P5)*2.0;
  326.     var2 = (var2 / 4.0) + ((bmp280Cal.dig_P4)*65536.0);
  327.     var1 = (bmp280Cal.dig_P3)*var1*var1 / 524288.0 + (bmp280Cal.dig_P2)*var1 / 524288.0;
  328.     var1 = (1.0 + var1 / 32768.0)*(bmp280Cal.dig_P1);

  330.     *pres = 1048576.0 - (*pres);
  331.     *pres = ((*pres) - (var2 / 4096.0))*6250.0 / var1;
  332.     var1 = (bmp280Cal.dig_P9) * (*pres) * (*pres) / 2147483648.0;
  333.     var2 = (*pres) * (bmp280Cal.dig_P8) / 32768.0;
  334.     *pres = (*pres) + (var1 + var2 + (bmp280Cal.dig_P7)) / 16.0;
  335. }

运行效果：
12.jpg