stm32 pca9555读写

PCA9555是一种I2C接口的16位I/O扩展芯片，可用于将I/O口扩展到稍远距离的位置。STM32 MCU和PCA9555之间的通信是通过I2C接口进行的。当要读取PCA9555的输入引脚状态或设置其输出引脚状态时，STM32 MCU通过I2C接口向PCA9555发送相应的控制字节和地址。当PCA9555接收到STM32 MCU发送的命令后，它会执行相应的操作，并将结果数据返回给STM32 MCU。读操作时，数据将存储在接收数据缓冲区中，然后可以通过STM32 MCU处理。在写入操作中，STM32 MCU向PCA9555发送要设置的输出端口值，并等待PCA9555响应。

对于PCA9555读写操作，需要先初始化I2C接口，然后通过生成必要的I2C数据包来读取或写入内部寄存器的值。读取操作涉及向I2C总线发送请求来获取数据，而写入操作涉及将所需的数据发送到要设置的设备上。有关可用的数据包格式和传输速率的详细信息可以在相关的参考手册中找到。

总的来说，STM32 PCA9555读写操作具有较高的可扩展性、多功能、易于调试等优点，能够为用户提供更便捷的扩展接口服务，因此广泛应用于各种嵌入式设备中。

相关问题

完整的STM32F4 I2C HAL驱动PCA9555程序带读写容错功能，出错重新初始化PCA9555；包含I2C1初始化代码

以下是一个基于STM32F4 HAL库的I2C驱动PCA9555的代码示例，包含了读写容错功能，以及出错重新初始化PCA9555的处理。

#include "stm32f4xx_hal.h"

/* PCA9555 I2C地址 */
#define PCA9555_ADDR    0x40

/* PCA9555寄存器地址 */
#define PCA9555_INPUT   0x00    /* 输入寄存器 */
#define PCA9555_OUTPUT  0x01    /* 输出寄存器 */
#define PCA9555_POLAR   0x02    /* 极性反转寄存器 */
#define PCA9555_CONFIG  0x03    /* 配置寄存器 */

/* PCA9555输出状态宏定义 */
#define PCA9555_OUTPUT_HIGH     0xFF
#define PCA9555_OUTPUT_LOW      0x00

/* I2C句柄 */
extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;

/* PCA9555初始化函数 */
void PCA9555_Init(void)
{
    /* PCA9555配置字节，配置所有IO口为输出模式 */
    uint8_t config_byte = 0x00;
    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, PCA9555_ADDR, PCA9555_CONFIG, 1, &config_byte, 1, 100);
}

/* PCA9555重新初始化函数 */
void PCA9555_ReInit(void)
{
    /* 先关闭I2C外设 */
    HAL_I2C_DeInit(&hi2c1);

    /* 等待一段时间 */
    HAL_Delay(100);

    /* 重新初始化I2C外设 */
    MX_I2C1_Init();

    /* 重新初始化PCA9555 */
    PCA9555_Init();
}

/* PCA9555读取输入寄存器函数 */
uint8_t PCA9555_ReadInput(void)
{
    /* 读取输入寄存器 */
    uint8_t input_byte = 0x00;
    if (HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, PCA9555_ADDR, PCA9555_INPUT, 1, &input_byte, 1, 100) != HAL_OK)
    {
        /* 读取失败，重新初始化PCA9555 */
        PCA9555_ReInit();

        /* 返回默认值 */
        return 0xFF;
    }

    return input_byte;
}

/* PCA9555写入输出寄存器函数 */
void PCA9555_WriteOutput(uint8_t output_byte)
{
    /* 写入输出寄存器 */
    if (HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, PCA9555_ADDR, PCA9555_OUTPUT, 1, &output_byte, 1, 100) != HAL_OK)
    {
        /* 写入失败，重新初始化PCA9555 */
        PCA9555_ReInit();
    }
}

/* PCA9555输出高电平函数 */
void PCA9555_OutputHigh(void)
{
    PCA9555_WriteOutput(PCA9555_OUTPUT_HIGH);
}

/* PCA9555输出低电平函数 */
void PCA9555_OutputLow(void)
{
    PCA9555_WriteOutput(PCA9555_OUTPUT_LOW);
}

以上代码中，`PCA9555_Init()`函数用于初始化PCA9555，将所有IO口配置为输出模式；`PCA9555_ReInit()`函数用于重新初始化PCA9555，当I2C通信出现错误时调用该函数；`PCA9555_ReadInput()`函数用于读取PCA9555的输入寄存器，并且在读取失败时重新初始化PCA9555；`PCA9555_WriteOutput()`函数用于写入PCA9555的输出寄存器，并且在写入失败时重新初始化PCA9555；`PCA9555_OutputHigh()`和`PCA9555_OutputLow()`函数用于将PCA9555的输出状态设置为高电平和低电平。需要注意的是，以上代码中的`hi2c1`变量是I2C句柄，需要在主函数中初始化。

基于HAL库的STM32F4 I2C驱动的示例代码，可以读写两个PCA9555芯片，并且具有读写容错功能与操作PCA9555输出PIN脚电平功能。如果出现错误，代码将重新初始化PCA9555芯片

以下是基于HAL库的STM32F4 I2C驱动的示例代码，可以读写两个PCA9555芯片，并且具有读写容错功能与操作PCA9555输出PIN脚电平功能。如果出现错误，代码将重新初始化PCA9555芯片。

#include "stm32f4xx_hal.h"

#define PCA9555_ADDRESS_1 0x40   // I2C address of PCA9555 #1
#define PCA9555_ADDRESS_2 0x41   // I2C address of PCA9555 #2

#define PCA9555_INPUT_PORT_0 0x00    // Input port register address of PCA9555
#define PCA9555_OUTPUT_PORT_0 0x02   // Output port register address of PCA9555
#define PCA9555_CONFIG_PORT_0 0x06   // Configuration port register address of PCA9555

I2C_HandleTypeDef hi2c1;   // I2C handle

// Function prototypes
void I2C_Init(void);
void PCA9555_Init(uint8_t address);
void PCA9555_WritePin(uint8_t address, uint8_t pin, uint8_t value);
uint8_t PCA9555_ReadPin(uint8_t address, uint8_t pin);
void PCA9555_RetryInit(uint8_t address);

int main(void)
{
  HAL_Init();
  I2C_Init();

  PCA9555_Init(PCA9555_ADDRESS_1);
  PCA9555_Init(PCA9555_ADDRESS_2);

  while (1)
  {
    // Read the state of pin 0 on PCA9555 #1
    uint8_t state = PCA9555_ReadPin(PCA9555_ADDRESS_1, 0);
    if (state == 0)
    {
      // If pin 0 is low, set pin 1 on PCA9555 #2 to high
      PCA9555_WritePin(PCA9555_ADDRESS_2, 1, 1);
    }
    else
    {
      // If pin 0 is high, set pin 1 on PCA9555 #2 to low
      PCA9555_WritePin(PCA9555_ADDRESS_2, 1, 0);
    }

    HAL_Delay(100);   // Delay for 100ms
  }
}

// Initialize the I2C peripheral
void I2C_Init(void)
{
  hi2c1.Instance = I2C1;
  hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;
  hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;
  hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
  hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
  hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
  hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
  hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
  hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
  if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
  {
    Error_Handler();
  }
}

// Initialize the PCA9555 at the specified address
void PCA9555_Init(uint8_t address)
{
  // Initialize the configuration port to set all pins as outputs
  uint8_t config = 0x00;
  HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, address, PCA9555_CONFIG_PORT_0, 1, &config, 1, 100);

  // Initialize the output port to set all pins to low
  uint8_t output = 0x00;
  HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, address, PCA9555_OUTPUT_PORT_0, 1, &output, 1, 100);
}

// Write the specified value to the specified pin on the PCA9555 at the specified address
void PCA9555_WritePin(uint8_t address, uint8_t pin, uint8_t value)
{
  uint8_t output = 0x00;
  HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, address, PCA9555_OUTPUT_PORT_0, 1, &output, 1, 100);

  // Set the specified pin to the specified value
  if (value == 0)
  {
    output &= ~(1 << pin);
  }
  else
  {
    output |= (1 << pin);
  }

  // Write the updated output value to the PCA9555
  uint8_t data[2] = { PCA9555_OUTPUT_PORT_0, output };
  if (HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, address, data, 2, 100) != HAL_OK)
  {
    // If there is an error, retry initializing the PCA9555
    PCA9555_RetryInit(address);
  }
}

// Read the state of the specified pin on the PCA9555 at the specified address
uint8_t PCA9555_ReadPin(uint8_t address, uint8_t pin)
{
  uint8_t input = 0x00;
  if (HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, address, PCA9555_INPUT_PORT_0, 1, &input, 1, 100) != HAL_OK)
  {
    // If there is an error, retry initializing the PCA9555
    PCA9555_RetryInit(address);
    return 0;
  }

  return (input >> pin) & 0x01;
}

// Retry initializing the PCA9555 at the specified address
void PCA9555_RetryInit(uint8_t address)
{
  // Clear the I2C error flags and reset the I2C peripheral
  __HAL_I2C_CLEAR_FLAG(&hi2c1, I2C_FLAG_AF | I2C_FLAG_ARLO | I2C_FLAG_BERR);
  HAL_I2C_DeInit(&hi2c1);
  HAL_Delay(100);
  HAL_I2C_Init(&hi2c1);

  // Re-initialize the PCA9555
  PCA9555_Init(address);
}

这段代码中，需要注意以下几个点：

- 在 `I2C_Init()` 函数中初始化了 I2C1 的参数，并初始化了 I2C 外设。
- `PCA9555_Init()` 函数用于初始化 PCA9555 芯片。首先将配置端口全部设置为输出模式，然后将输出端口全部设置为低电平。
- `PCA9555_WritePin()` 函数用于向 PCA9555 芯片的指定引脚写入指定值。函数首先读取当前输出状态，然后根据参数设置需要修改的引脚状态，最后将更新后的输出状态写入 PCA9555 芯片。如果写入过程中发生错误，函数会调用 `PCA9555_RetryInit()` 函数重新初始化 PCA9555 芯片。
- `PCA9555_ReadPin()` 函数用于读取 PCA9555 芯片的指定引脚状态。函数首先读取输入状态，并根据参数返回指定引脚的状态。如果读取过程中发生错误，函数会调用 `PCA9555_RetryInit()` 函数重新初始化 PCA9555 芯片。
- `PCA9555_RetryInit()` 函数用于重新初始化 PCA9555 芯片。函数首先清除外设的 I2C 错误标志，并重置 I2C 外设。然后调用 `PCA9555_Init()` 函数重新初始化 PCA9555 芯片。