基于STM32HAL库的软件模拟IIC

IIC是一种串行通信协议，通常用于连接微控制器和各种外设，如传感器和存储器。在STM32中，可以使用硬件IIC接口来进行通信，但是有时候可能需要在没有硬件IIC接口的情况下进行IIC通信，这时候可以使用软件模拟IIC。

在STM32HAL库中，可以使用GPIO模块来模拟IIC通信。具体实现步骤如下：

1. 定义IIC的GPIO引脚

首先需要定义IIC的GPIO引脚，包括SCL和SDA引脚。可以使用STM32的GPIO模块来定义这些引脚。

#define SCL_PIN  GPIO_PIN_10
#define SCL_PORT GPIOB
#define SDA_PIN  GPIO_PIN_11
#define SDA_PORT GPIOB

2. 初始化GPIO引脚

在使用GPIO引脚之前，需要进行初始化。可以使用HAL库提供的GPIO初始化函数来初始化引脚。

GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

/*Configure GPIO pins : SCL_PIN SDA_PIN */
GPIO_InitStruct.Pin = SCL_PIN|SDA_PIN;
GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; // 设置为开漏输出模式
GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL; // 不使用上拉或下拉电阻
GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW; // GPIO时钟频率
HAL_GPIO_Init(SCL_PORT, &GPIO_InitStruct);

3. 定义IIC操作函数

定义IIC的操作函数，包括发送数据、接收数据和等待应答等。

void IIC_Start(void)
{
    SDA_HIGH();
    SCL_HIGH();
    HAL_Delay(1);
    SDA_LOW();
    HAL_Delay(1);
    SCL_LOW();
}

void IIC_Stop(void)
{
    SDA_LOW();
    SCL_HIGH();
    HAL_Delay(1);
    SDA_HIGH();
    HAL_Delay(1);
}

void IIC_SendByte(uint8_t byte)
{
    uint8_t i;

    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        if ((byte & 0x80) == 0x80)
            SDA_HIGH();
        else
            SDA_LOW();

        HAL_Delay(1);
        SCL_HIGH();
        HAL_Delay(1);
        SCL_LOW();

        byte <<= 1;
    }

    SDA_HIGH();
    HAL_Delay(1);
    SCL_HIGH();
    HAL_Delay(1);
    SCL_LOW();
}

uint8_t IIC_RecvByte(void)
{
    uint8_t i;
    uint8_t byte = 0;

    SDA_HIGH();
    HAL_Delay(1);

    for (i = 0; i < 8; i++)
    {
        byte <<= 1;
        SCL_HIGH();
        HAL_Delay(1);

        if (SDA_READ())
            byte++;

        SCL_LOW();
        HAL_Delay(1);
    }

    return byte;
}

uint8_t IIC_WaitAck(void)
{
    uint8_t ack;

    SDA_HIGH();
    HAL_Delay(1);
    SCL_HIGH();
    HAL_Delay(1);

    if (SDA_READ())
        ack = 1;
    else
        ack = 0;

    SCL_LOW();
    HAL_Delay(1);

    return ack;
}

void IIC_SendAck(uint8_t ack)
{
    if (ack)
        SDA_HIGH();
    else
        SDA_LOW();

    HAL_Delay(1);
    SCL_HIGH();
    HAL_Delay(1);
    SCL_LOW();
    HAL_Delay(1);
}

4. 定义宏函数

定义宏函数来简化IIC操作函数的调用。例如，可以定义宏函数`SDA_HIGH()`来调用`HAL_GPIO_WritePin()`函数来设置SDA引脚为高电平。

#define SDA_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(SDA_PORT, SDA_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define SDA_LOW()  HAL_GPIO_WritePin(SDA_PORT, SDA_PIN, GPIO_PIN_RESET)
#define SDA_READ() HAL_GPIO_ReadPin(SDA_PORT, SDA_PIN)
#define SCL_HIGH() HAL_GPIO_WritePin(SCL_PORT, SCL_PIN, GPIO_PIN_SET)
#define SCL_LOW()  HAL_GPIO_WritePin(SCL_PORT, SCL_PIN, GPIO_PIN_RESET)

5. 调用IIC操作函数

使用定义的宏函数和IIC操作函数来进行IIC通信。例如，可以使用以下代码来发送一个字节。

IIC_Start();
IIC_SendByte(0xA0);
IIC_WaitAck();
IIC_SendByte(0x01);
IIC_WaitAck();
IIC_Stop();

以上就是基于STM32HAL库的软件模拟IIC的实现步骤。需要注意的是，在实现过程中需要根据具体的硬件和需求进行修改。