1. 综述
由上篇博客可知道IIC协议如何用代码实现,本篇博客就不涉及协议内容,只讲解如何使用。
本次的实验传感为:DS3231(时钟模块),对于时钟模块的具体信息我也就不多介绍,大家可以自行度娘,具体功能无非就是让单片机中能够起到获取时间的作用。该模块是可以由IIC协议去驱动的,再加上所要的操作也是比较简单,部分刚接触IIC协议的小伙伴可以拿来练手的一个模块。
2. 明确任务顺序
个人习惯,在每驱动一个新传感的时候,我会将我要完成的传感分为几个任务点。接下来就展示一下我在写DS3231模块时的任务栏。
一.硬件部分
1.完成排针焊接
2.完成传感引角和单片机引角的接线
二.软件部分
1. 找到该传感的官方手册并认真阅读
2. 找到并定义该传感的地址(7位地址、8位地址)
3. 找到并定义该传感器的寄存器地址
4. 完成读写函数的代码
5. 测试传感是否有响应
6. 查看手册,了解传感的工作模式
7. 完成传感参数初始化
8. 传感数据的获取
根据上面这些小任务一一解决,这样一来,大多数传感就能成功驱动了,这里在给一个建议,驱动传感器的代码最好不要一次性全部写完再进行测试,这样成功率不高,并且会大大增加你找问题的难度,将每个功能函数测试完再进行下一个功能函数的编写,会大大加大你的效率。
3. 具体任务实现步骤
3.1. 硬件部分
在STM8S103芯片中,我所定义的IIC协议中的SDA引角为PD3,SCL引角为PD4,该时钟模块所需提供的电源为3.3V。所以接线图如下。
3.2. 软件部分
(1)官方手册
我这里提供的是全英版的官方手册,多看点英文对你有好处的。
链接:https://pan.baidu.com/s/1Oo6o68SoVr7gt8tPZIoQxw
提取码:uzih
(2)器件地址
在说明手册中,我们可以在第16页的右下角找到下面这句话:
The slave address byte contains the 7-bit DS3231 address, which is 1101000, followed by the direction bit (R/W), which is 0 for a write.
这句话的大意为,从机的7位地址为1101000,后跟一位读写位,读写位为0时是写位。即7位地址的为0x68,8位地址为0xD0。
(3)寄存器地址
DS3231的寄存器地址都在这了,大家可根据所需要用的功能定义相应的寄存器。
以下是我在头文件所定义的格式,因为我只需要获取时间,不需要进行其他操作,所以部分寄存器没有使用。
#define DS3231_Address 0xD0 //设备地址
#define Seconds_Register 0x00 //秒钟寄存器
#define Minutes_Register 0x01 //分钟寄存器
#define Hour_Register 0x02 //小时寄存器
#define Day_Register 0x03 //星期寄存器
#define Date_Register 0x04 //日期寄存器
#define Month_Register 0x05 //月份寄存器(第七位是世纪位)
#define Year_Register 0x06 //年份寄存器
4. 例程
4.1 编译环境
我的编译环境是IAR,这款软件是现在STM8的主流平台,比较推荐。不过我打算等到STCubeMX更新出比较方便的版本后再去使用Keil5,因为我在用STM32的时候就是利用Keil5,的确很方便,你们也可以学着用一下。
4.2 主芯片
我的主芯片是STM8S系列中的103,其中STM8S的003、005、和103、105,配置一样(外设和CPU频率,FLASH),在代码相同的情况下均可进行烧写。
4.3 库文件的添加
我们的工程可以在IAR中的官方例程中复制,操作过程:打开STM8S_StdPeriph_Lib(这是一个官方的库文件,下载IAR STM8包的时候就携带,里面有库文件和相对应的例程),将Libraries文件复制到你工程所在的文件下,并将有关于ADC的库文件添加到你的工程列表当中。添加完成后,就可以开始编写代码了(如果你将全部的库文件都添加进来的话,编译程序后库文件还有红点报错的话,这是因为你选的芯片上没有该功能,你需要将其删掉才能不报错。)如图。
4.4 代码
4.4.1 SDA、SCL引角的定义
我这里将SDA、SCL都设置为了推挽输出,具体为什么可与参考上一片IIC协议讲解。
//IIC引脚
GPIO_Init(IIC_SCL_GPIO_Port, IIC_SCL_Pin, GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);
GPIO_Init(IIC_SDA_GPIO_Port, IIC_SDA_Pin, GPIO_MODE_OUT_PP_HIGH_FAST);
4.4.2 DS3231句柄定义
为了能够方便数据的管理,所以我定义了DS3231的一个句柄。
typedef struct DS3231
{
uint8_t uSeconds; //秒
uint8_t uMinutes; //分钟
uint8_t uHour; //小时
uint8_t uDay; //星期
uint8_t uData; //日期
uint8_t uMouth; //月份
uint8_t uyear; //年份
uint8_t uTime[3]; //将秒、分钟、小时、日期包括在内
}DS3231_HandleTypeDef;
4.4.3 BCD格式和B格式转换
在手册中可以看到,写入到DS3231中的格式是BCD格式,而读取到的却是B格式,所以我们需要两个函数将其转换,也方便我们察看数据的结果。
uint8_t Byte_Transform_BCD(uint8_t uData)
{
uint8_t i, j, uBCD_Code;
i = uData / 10;
j = uData % 10;
uBCD_Code = j + ( i << 4 );
return uBCD_Code;
}
uint8_t BCD_Transform_Byte(uint8_t uData)
{
uint8_t uByte_Code;
uByte_Code = (uData & 0x0f);
uData >>= 4;
uData &= 0x0f;
uData *= 10;
uByte_Code += uData;
return uByte_Code;
}
4.4.4读写函数编写
读写函数我们如果不去看手册说明的话是无法编写代码的,所以我们需要去看手册,根据手册中的IIC命令顺序进行编写代码。
这幅图为 IIC数据传输概述。
写函数流程图:
这个流程图是在DS3231中的官方图,根据图中的命令可以写出代码,其中,代码中出现IIC_HandleTypedef * iicHandle等参数,是IIC的句柄,具体可看上一篇博客,下面所出现的也是一样的意思。
uint8_t vSen_DS3231_Write_Bytes(IIC_HandleTypedef * iicHandle, uint8_t Register_Address, uint8_t Data_Byte)
{
vIIC_Start_Signal(iicHandle); //1. IIC_Start ; 起始信号
vIIC_SendByte(iicHandle, Slave_Address); //2. IIC_Send Device Address(W); 发送(设备地址)告诉总线即将操作的设备
if(!bIIC_ReadACK(iicHandle)) //3. IIC_ReadAck ; 等待响应
{
vIIC_Stop_Signal(iicHandle);
return FALSE;
}
vIIC_SendByte(iicHandle, Register_Address);
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