全球动态:使用C语言实现IIC驱动（基于STM32和HAL库做进一步封装）

二.IIC驱动面向对象封装

iic.h头文件主要是类模板的定义，具体如下：

//定义IIC类typedefstructIIC_Type{//属性GPIO_TypeDef*GPIOx_SCL;//GPIO_SCL所属的GPIO组(如：GPIOA)GPIO_TypeDef*GPIOx_SDA;//GPIO_SDA所属的GPIO组(如：GPIOA)uint32_tGPIO_SCL;//GPIO_SCL的IO引脚(如：GPIO_PIN_0)uint32_tGPIO_SDA;//GPIO_SDA的IO引脚(如：GPIO_PIN_0)//操作void(*IIC_Init)(conststructIIC_Type*);//IIC_Initvoid(*IIC_Start)(conststructIIC_Type*);//IIC_Startvoid(*IIC_Stop)(conststructIIC_Type*);//IIC_Stopuint8_t(*IIC_Wait_Ack)(conststructIIC_Type*);//IIC_Wait_ack,返回wait失败或是成功void(*IIC_Ack)(conststructIIC_Type*);//IIC_Ack,IIC发送ACK信号void(*IIC_NAck)(conststructIIC_Type*);//IIC_NAck,IIC发送NACK信号void(*IIC_Send_Byte)(conststructIIC_Type*,uint8_t);//IIC_Send_Byte，入口参数为要发送的字节uint8_t(*IIC_Read_Byte)(conststructIIC_Type*,uint8_t);//IIC_Send_Byte，入口参数为是否要发送ACK信号void(*delay_us)(uint32_t);//us延时}IIC_TypeDef;

iic.c源文件主要是类模板具体操作函数的实现，具体如下：

//设置SDA为输入模式staticvoidSDA_IN(conststructIIC_Type*IIC_Type_t){uint8_tio_num=0;//定义ioNum号switch(IIC_Type_t->GPIO_SDA){caseGPIO_PIN_0:io_num=0;break;caseGPIO_PIN_1:io_num=1;break;caseGPIO_PIN_2:io_num=2;break;caseGPIO_PIN_3:io_num=3;break;caseGPIO_PIN_4:io_num=4;break;caseGPIO_PIN_5:io_num=5;break;caseGPIO_PIN_6:io_num=6;break;caseGPIO_PIN_7:io_num=7;break;caseGPIO_PIN_8:io_num=8;break;caseGPIO_PIN_9:io_num=9;break;caseGPIO_PIN_10:io_num=10;break;caseGPIO_PIN_11:io_num=11;break;caseGPIO_PIN_12:io_num=12;break;caseGPIO_PIN_13:io_num=13;break;caseGPIO_PIN_14:io_num=14;break;caseGPIO_PIN_15:io_num=15;break;}IIC_Type_t->GPIOx_SDA->MODER&=~(3<<(io_num*2));//将GPIOx_SDA->GPIO_SDA清零IIC_Type_t->GPIOx_SDA->MODER|=0<<(io_num*2);//将GPIOx_SDA->GPIO_SDA设置为输入模式}//设置SDA为输出模式staticvoidSDA_OUT(conststructIIC_Type*IIC_Type_t){uint8_tio_num=0;//定义ioNum号switch(IIC_Type_t->GPIO_SDA){caseGPIO_PIN_0:io_num=0;break;caseGPIO_PIN_1:io_num=1;break;caseGPIO_PIN_2:io_num=2;break;caseGPIO_PIN_3:io_num=3;break;caseGPIO_PIN_4:io_num=4;break;caseGPIO_PIN_5:io_num=5;break;caseGPIO_PIN_6:io_num=6;break;caseGPIO_PIN_7:io_num=7;break;caseGPIO_PIN_8:io_num=8;break;caseGPIO_PIN_9:io_num=9;break;caseGPIO_PIN_10:io_num=10;break;caseGPIO_PIN_11:io_num=11;break;caseGPIO_PIN_12:io_num=12;break;caseGPIO_PIN_13:io_num=13;break;caseGPIO_PIN_14:io_num=14;break;caseGPIO_PIN_15:io_num=15;break;}IIC_Type_t->GPIOx_SDA->MODER&=~(3<<(io_num*2));//将GPIOx_SDA->GPIO_SDA清零IIC_Type_t->GPIOx_SDA->MODER|=1<<(io_num*2);//将GPIOx_SDA->GPIO_SDA设置为输出模式}//设置SCL电平staticvoidIIC_SCL(conststructIIC_Type*IIC_Type_t,intn){if(n==1){HAL_GPIO_WritePin(IIC_Type_t->GPIOx_SCL,IIC_Type_t->GPIO_SCL,GPIO_PIN_SET);//设置SCL为高电平}else{HAL_GPIO_WritePin(IIC_Type_t->GPIOx_SCL,IIC_Type_t->GPIO_SCL,GPIO_PIN_RESET);//设置SCL为低电平}}//设置SDA电平staticvoidIIC_SDA(conststructIIC_Type*IIC_Type_t,intn){if(n==1){HAL_GPIO_WritePin(IIC_Type_t->GPIOx_SDA,IIC_Type_t->GPIO_SDA,GPIO_PIN_SET);//设置SDA为高电平}else{HAL_GPIO_WritePin(IIC_Type_t->GPIOx_SDA,IIC_Type_t->GPIO_SDA,GPIO_PIN_RESET);//设置SDA为低电平}}//读取SDA电平staticuint8_tREAD_SDA(conststructIIC_Type*IIC_Type_t){returnHAL_GPIO_ReadPin(IIC_Type_t->GPIOx_SDA,IIC_Type_t->GPIO_SDA);//读取SDA电平}//IIC初始化staticvoidIIC_Init_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t){GPIO_InitTypeDefGPIO_Initure;//根据GPIO组初始化GPIO时钟if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOA||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOA){__HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();//使能GPIOA时钟}if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOB||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOB){__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//使能GPIOB时钟}if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOC||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOC){__HAL_RCC_GPIOC_CLK_ENABLE();//使能GPIOC时钟}if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOD||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOD){__HAL_RCC_GPIOD_CLK_ENABLE();//使能GPIOD时钟}if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOE||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOE){__HAL_RCC_GPIOE_CLK_ENABLE();//使能GPIOE时钟}if(IIC_Type_t->GPIOx_SCL==GPIOH||IIC_Type_t->GPIOx_SDA==GPIOH){__HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();//使能GPIOH时钟}//GPIO_SCL初始化设置GPIO_Initure.Pin=IIC_Type_t->GPIO_SCL;GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//推挽输出GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;//上拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;//快速HAL_GPIO_Init(IIC_Type_t->GPIOx_SCL,&GPIO_Initure);//GPIO_SDA初始化设置GPIO_Initure.Pin=IIC_Type_t->GPIO_SDA;GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;//推挽输出GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;//上拉GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;//快速HAL_GPIO_Init(IIC_Type_t->GPIOx_SDA,&GPIO_Initure);//SCL与SDA的初始化均为高电平IIC_SCL(IIC_Type_t,1);IIC_SDA(IIC_Type_t,1);}//IICStartstaticvoidIIC_Start_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t){SDA_OUT(IIC_Type_t);//sda线输出IIC_SDA(IIC_Type_t,1);IIC_SCL(IIC_Type_t,1);IIC_Type_t->delay_us(4);IIC_SDA(IIC_Type_t,0);//START:whenCLKishigh,DATAchangeformhightolowIIC_Type_t->delay_us(4);IIC_SCL(IIC_Type_t,0);//钳住I2C总线，准备发送或接收数据}//IICStopstaticvoidIIC_Stop_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t){SDA_OUT(IIC_Type_t);//sda线输出IIC_SCL(IIC_Type_t,0);IIC_SDA(IIC_Type_t,0);//STOP:whenCLKishighDATAchangeformlowtohighIIC_Type_t->delay_us(4);IIC_SCL(IIC_Type_t,1);IIC_SDA(IIC_Type_t,1);//发送I2C总线结束信号IIC_Type_t->delay_us(4);}//IIC_Wait_ack返回HAL_OK表示wait成功，返回HAL_ERROR表示wait失败staticuint8_tIIC_Wait_Ack_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t)//IIC_Wait_ack,返回wait失败或是成功{uint8_tucErrTime=0;SDA_IN(IIC_Type_t);//SDA设置为输入IIC_SDA(IIC_Type_t,1);IIC_Type_t->delay_us(1);IIC_SCL(IIC_Type_t,1);IIC_Type_t->delay_us(1);while(READ_SDA(IIC_Type_t)){ucErrTime++;if(ucErrTime>250){IIC_Type_t->IIC_Stop(IIC_Type_t);returnHAL_ERROR;}}IIC_SCL(IIC_Type_t,0);//时钟输出0returnHAL_OK;}//产生ACK应答staticvoidIIC_Ack_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t){IIC_SCL(IIC_Type_t,0);SDA_OUT(IIC_Type_t);IIC_SDA(IIC_Type_t,0);IIC_Type_t->delay_us(2);IIC_SCL(IIC_Type_t,1);IIC_Type_t->delay_us(2);IIC_SCL(IIC_Type_t,0);}//产生NACK应答staticvoidIIC_NAck_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t){IIC_SCL(IIC_Type_t,0);SDA_OUT(IIC_Type_t);IIC_SDA(IIC_Type_t,1);IIC_Type_t->delay_us(2);IIC_SCL(IIC_Type_t,1);IIC_Type_t->delay_us(2);IIC_SCL(IIC_Type_t,0);}//IIC_Send_Byte，入口参数为要发送的字节staticvoidIIC_Send_Byte_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t,uint8_ttxd){uint8_tt=0;SDA_OUT(IIC_Type_t);IIC_SCL(IIC_Type_t,0);//拉低时钟开始数据传输for(t=0;t<8;t++){IIC_SDA(IIC_Type_t,(txd&0x80)>>7);txd<<=1;IIC_Type_t->delay_us(2);//对TEA5767这三个延时都是必须的IIC_SCL(IIC_Type_t,1);IIC_Type_t->delay_us(2);IIC_SCL(IIC_Type_t,0);IIC_Type_t->delay_us(2);}}//IIC_Send_Byte，入口参数为是否要发送ACK信号staticuint8_tIIC_Read_Byte_t(conststructIIC_Type*IIC_Type_t,uint8_tack){uint8_ti,receive=0;SDA_IN(IIC_Type_t);//SDA设置为输入for(i=0;i<8;i++){IIC_SCL(IIC_Type_t,0);IIC_Type_t->delay_us(2);IIC_SCL(IIC_Type_t,1);receive<<=1;if(READ_SDA(IIC_Type_t))receive++;IIC_Type_t->delay_us(1);}if(!ack)IIC_Type_t->IIC_NAck(IIC_Type_t);//发送nACKelseIIC_Type_t->IIC_Ack(IIC_Type_t);//发送ACKreturnreceive;}//实例化一个IIC1外设，相当于一个结构体变量，可以直接在其他文件中使用IIC_TypeDefIIC1={.GPIOx_SCL=GPIOA,//GPIO组为GPIOA.GPIOx_SDA=GPIOA,//GPIO组为GPIOA.GPIO_SCL=GPIO_PIN_5,//GPIO为PIN5.GPIO_SDA=GPIO_PIN_6,//GPIO为PIN6.IIC_Init=IIC_Init_t,.IIC_Start=IIC_Start_t,.IIC_Stop=IIC_Stop_t,.IIC_Wait_Ack=IIC_Wait_Ack_t,.IIC_Ack=IIC_Ack_t,.IIC_NAck=IIC_NAck_t,.IIC_Send_Byte=IIC_Send_Byte_t,.IIC_Read_Byte=IIC_Read_Byte_t,.delay_us=delay_us//需自己外部实现delay_us函数};

上述就是IIC驱动的封装，由于没有应用场景暂不测试其实用性，待下面ATC64的驱动缝缝扎黄写完之后一起测试使用。

三.ATC64XX驱动封装实现

at24cxx.h头文件主要是类模板的定义，具体如下：

//以下是共定义个具体容量存储器的容量#defineAT24C01127#defineAT24C02255#defineAT24C04511#defineAT24C081023#defineAT24C162047#defineAT24C324095#defineAT24C648191//8KBytes#defineAT24C12816383#defineAT24C25632767//定义AT24CXX类typedefstructAT24CXX_Type{//属性u32EEP_TYPE;//存储器类型（存储器容量）//操作IIC_TypeDefIIC;//IIC驱动uint8_t(*AT24CXX_ReadOneByte)(conststructAT24CXX_Type*,uint16_t);//指定地址读取一个字节void(*AT24CXX_WriteOneByte)(conststructAT24CXX_Type*,uint16_t,uint8_t);//指定地址写入一个字节void(*AT24CXX_WriteLenByte)(uint16_t,uint32_t,uint8_t);//指定地址开始写入指定长度的数据uint32_t(*AT24CXX_ReadLenByte)(uint16_t,uint8_t);//指定地址开始读取指定长度数据void(*AT24CXX_Write)(uint16_t,uint8_t*,uint16_t);//指定地址开始写入指定长度的数据void(*AT24CXX_Read)(uint16_t,uint8_t*,uint16_t);//指定地址开始写入指定长度的数据void(*AT24CXX_Init)(conststructAT24CXX_Type*);//初始化IICuint8_t(*AT24CXX_Check)(conststructAT24CXX_Type*);//检查器件}AT24CXX_TypeDef;externAT24CXX_TypeDefAT24C_64;//外部声明实例化AT24CXX对象

at24cxx.c源文件主要是类模板具体操作函数的实现，具体如下：

//在AT24CXX指定地址读出一个数据//ReadAddr:开始读数的地址//返回值:读到的数据staticuint8_tAT24CXX_ReadOneByte_t(conststructAT24CXX_Type*AT24CXX_Type_t,uint16_tReadAddr){uint8_ttemp=0;AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Start(&AT24CXX_Type_t->IIC);//根据AT的型号发送不同的地址if(AT24CXX_Type_t->EEP_TYPE>AT24C16){AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0XA0);//发送写命令AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,ReadAddr>>8);//发送高地址}elseAT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0XA0+((ReadAddr/256)<<1));//发送器件地址0XA0,写数据AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,ReadAddr%256);//发送低地址AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Start(&AT24CXX_Type_t->IIC);AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0XA1);//进入接收模式AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);temp=AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Read_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0);AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Stop(&AT24CXX_Type_t->IIC);//产生一个停止条件returntemp;}//在AT24CXX指定地址写入一个数据//WriteAddr:写入数据的目的地址//DataToWrite:要写入的数据staticvoidAT24CXX_WriteOneByte_t(conststructAT24CXX_Type*AT24CXX_Type_t,uint16_tWriteAddr,uint8_tDataToWrite){AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Start(&AT24CXX_Type_t->IIC);if(AT24CXX_Type_t->EEP_TYPE>AT24C16){AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0XA0);//发送写命令AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,WriteAddr>>8);//发送高地址}elseAT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,0XA0+((WriteAddr/256)<<1));//发送器件地址0XA0,写数据AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,WriteAddr%256);//发送低地址AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Send_Byte(&AT24CXX_Type_t->IIC,DataToWrite);//发送字节AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Wait_Ack(&AT24CXX_Type_t->IIC);AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Stop(&AT24CXX_Type_t->IIC);//产生一个停止条件AT24CXX_Type_t->IIC.delay_us(10000);}//在AT24CXX里面的指定地址开始写入长度为Len的数据//该函数用于写入16bit或者32bit的数据.//WriteAddr:开始写入的地址//DataToWrite:数据数组首地址//Len:要写入数据的长度2,4staticvoidAT24CXX_WriteLenByte_t(uint16_tWriteAddr,uint32_tDataToWrite,uint8_tLen){uint8_tt;for(t=0;t>(8*t))&0xff);}}//在AT24CXX里面的指定地址开始读出长度为Len的数据//该函数用于读出16bit或者32bit的数据.//ReadAddr:开始读出的地址//返回值:数据//Len:要读出数据的长度2,4staticuint32_tAT24CXX_ReadLenByte_t(uint16_tReadAddr,uint8_tLen){uint8_tt;uint32_ttemp=0;for(t=0;t8;temp+=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr+Len-t-1);}returntemp;}//在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据//WriteAddr:开始写入的地址对24c64为0~8191//pBuffer:数据数组首地址//NumToWrite:要写入数据的个数staticvoidAT24CXX_Write_t(uint16_tWriteAddr,uint8_t*pBuffer,uint16_tNumToWrite){while(NumToWrite--){AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);WriteAddr++;pBuffer++;}}//在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据//ReadAddr:开始读出的地址对24c64为0~8191//pBuffer:数据数组首地址//NumToRead:要读出数据的个数staticvoidAT24CXX_Read_t(uint16_tReadAddr,uint8_t*pBuffer,uint16_tNumToRead){while(NumToRead){*pBuffer++=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);NumToRead--;}}//初始化IIC接口staticvoidAT24CXX_Init_t(conststructAT24CXX_Type*AT24CXX_Type_t){AT24CXX_Type_t->IIC.IIC_Init(&AT24CXX_Type_t->IIC);//IIC初始化}//检查器件,返回0表示检测成功,返回1表示检测失败staticuint8_tAT24CXX_Check_t(conststructAT24CXX_Type*AT24CXX_Type_t){uint8_ttemp;temp=AT24CXX_Type_t->AT24CXX_ReadOneByte(AT24CXX_Type_t,AT24CXX_Type_t->EEP_TYPE);//避免每次开机都写AT24CXXif(temp==0X33)return0;else//排除第一次初始化的情况{AT24CXX_Type_t->AT24CXX_WriteOneByte(AT24CXX_Type_t,AT24CXX_Type_t->EEP_TYPE,0X33);temp=AT24CXX_Type_t->AT24CXX_ReadOneByte(AT24CXX_Type_t,AT24CXX_Type_t->EEP_TYPE);if(temp==0X33)return0;}return1;}//实例化AT24CXX对象AT24CXX_TypeDefAT24C_64={.EEP_TYPE=AT24C64,//存储器类型（存储器容量）//操作.IIC={.GPIOx_SCL=GPIOA,.GPIOx_SDA=GPIOA,.GPIO_SCL=GPIO_PIN_5,.GPIO_SDA=GPIO_PIN_6,.IIC_Init=IIC_Init_t,.IIC_Start=IIC_Start_t,.IIC_Stop=IIC_Stop_t,.IIC_Wait_Ack=IIC_Wait_Ack_t,.IIC_Ack=IIC_Ack_t,.IIC_NAck=IIC_NAck_t,.IIC_Send_Byte=IIC_Send_Byte_t,.IIC_Read_Byte=IIC_Read_Byte_t,.delay_us=delay_us},//IIC驱动.AT24CXX_ReadOneByte=AT24CXX_ReadOneByte_t,//指定地址读取一个字节.AT24CXX_WriteOneByte=AT24CXX_WriteOneByte_t,//指定地址写入一个字节.AT24CXX_WriteLenByte=AT24CXX_WriteLenByte_t,//指定地址开始写入指定长度的数据.AT24CXX_ReadLenByte=AT24CXX_ReadLenByte_t,//指定地址开始读取指定长度数据.AT24CXX_Write=AT24CXX_Write_t,//指定地址开始写入指定长度的数据.AT24CXX_Read=AT24CXX_Read_t,//指定地址开始读取指定长度的数据.AT24CXX_Init=AT24CXX_Init_t,//初始化IIC.AT24CXX_Check=AT24CXX_Check_t//检查器件};;t++)>;t++)>

简单分析：可以看出AT24CXX类中包含了IIC类的成员对象，这是一种包含关系，因为没有属性上的一致性因此谈不上继承。

之所以将IIC的类对象作为AT24CXX类的成员是因为AT24CXX的实现需要调用IIC的成员方法，IIC相当于AT24CXX更下层的驱动，因此采用包含关系更合适。

因此我们在使用AT24CXX的时候只需要实例化AT24CXX类对象就行了，因为IIC包含在AT24CXX类中间，因此不需要实例化IIC类对象，对外提供了较好的封装接口。下面我们看具体的调用方法。

四.主函数main调用测试

在main函数中直接使用AT24C_64来完成所有操作，下面结合代码来看：

#include"at24cxx.h"//为了确定AT24C_64的成员方法和引用操作对象AT24C_64intmain(void){/************省略其他初始化工作****************///第一步：调用对象初始化方法来初始化AT24C64AT24C_64.AT24CXX_Init(&AT24C_64);//第二步：调用对象检测方法来检测AT24C64 if(AT24C_64.AT24CXX_Check(&AT24C_64)==0){printf("AT24C64检测成功");}else{printf("AT24C64检测失败");}return0;}

可以看出所有的操作都是通过AT24C_64对象调用完成的，在我们初始化好AT24C_64对象之后就可以放心大胆的调用其成员方法，这样封装的好处就是一个设备对外只提供一个对象接口，简洁明了。