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嵌入式硬件通信接口协议-IIC(二):分层架构设计模拟接口

2019-02-19 14:48
掘芯
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关于分层设计的思想,在之前的一篇文章中《嵌入式硬件通信接口协议-SPI(二)分层架构设计模拟接口》介绍SPI接口设计时,已经做了详细的设计过程讲解,在此就不赘述了。

现在参考SPI的BSP层设计思路,用同样的方法来设计IIC接口的BSP层代码模块。

本文将要讲解和实现的内容主要分为两个部分:代码实现IIC接口管理、代码实现IIC时序

IIC接口管理

接口管理的目的是想在后期扩展时,一个工程里可使用多个IIC接口。

这里暂不考虑使用复杂的数据结构,仅仅采用简单的宏定义,放在头文件中,省去麻烦的内存申请、分配这一些操作。

以IIC接口序号“1”开始向后排,新增IIC接口时,直接参考当前示例来定义后续的IIC接口序号和管脚即可:

#define IIC_1                    1

#define IIC1_PORT_SCL    PORTB

#define IIC1_PIN_SCL       6

#define IIC1_PORT_SDA   PORTA

#define IIC1_PIN_SDA      2

此处要实现的,依然是位于BSP层的IIC模块代码,这个层介于芯片驱动(寄存器)和应用库之间,要考虑到在后期的移植开发,此IIC模块可能由IO模拟,也可能由芯片厂商提供的驱动demo实现,所以这里所封装出来的BSP层接口,一定要考虑到后期的扩展。

所以这里的做法是把参数都放在函数中传递,并且均设计成带有uint8_t类型的函数返回值。这里如此设计的原因和习惯问题,可以参考《【嵌入式编程】函数返回类型设计》一文。

打开STM32CubeMX工具可以看到,在配置IIC接口时,参数可配置内容如下截图:

参考以上,暂且在结构体中定义:地址位宽、时钟速率,来定义一个IIC接口对象。如下头文件中的bsp_iic_obj_t结构体类型。

IIC时序

从上一篇《嵌入式硬件通信接口协议-IIC(一)协议基础》中,我们知道IIC的时序中有这几种信号特征,现在就根据这几个信号特征,用代码逐一实现。

实际上在互联网上已经有很多关于IIC时序模拟的实现代码,最简单的可以从github开源社区、百度百科、各类技术网站,具体到很多的技术论坛都有IIC应用实例,都能找到IIC接口的源码。

因此IIC时序的模拟已经大同小异了,然而在这里再“造轮子”的目的是,集成、优化、完善自有项目BSP层的代码,提高项目的扩展性和应用,对屡清代码的整体框架也有很大帮助!

说白了也是想把这篇文章写详细些。废话少说,立即上码:

起始标志:

这段起始标志的代码,思路很简单,首先确保SDA所使用的IO引脚为输出,在本BSP层的IIC模块中使用了iic_set_io(iic_n, 0);函数,将指定IIC接口序号的SDA管脚设为输出,之后的电平设置,就是完成信号时序的过程。

结束标志

思路类似于上,略。

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