本文详细介绍了在STM32平台上实现软件模拟I2C从机的方法。由于I2C从机的通信受制于主机，数据收发的发起时机具有随机性，传统的软件查询方法难以满足实时性要求。作者提出了一种基于GPIO中断的实现方案，通过配置SCL和SDA引脚为边沿中断模式，实时捕获START/STOP信号，并在中断服务程序中完成数据的收发处理。文章详细阐述了状态机设计思路，包括START、DATA、ACK等状态的转换逻辑，并提供了完整的代码实现，包括GPIO初始化、中断处理函数以及超时检测机制。最后通过STM32硬件I2C主机进行了功能验证，展示了数据收发测试结果，并给出了优化建议，如使用-Ofast编译优化以提高中断处理速度。 在当今快速发展的嵌入式系统领域，STM32微控制器因其高性能、低功耗以及丰富的外围功能而成为开发者们广泛采用的平台之一。本文主要探讨了在STM32平台上通过软件模拟实现I2C从机功能的方法。I2C作为一种常用的串行通信协议，其主从结构使得从机在通信中依赖于主机的控制，数据收发的时机和内容受主机控制，因此传统软件查询方法在实时性上存在局限性。 为了解决这一问题，文章提出了一种基于GPIO中断的软件模拟I2C从机的实现方案。此方案通过设置I2C通信所需的SCL（时钟线）和SDA（数据线）引脚为边沿触发中断模式，能够实时捕获到通信过程中的START和STOP信号。这允许从机在接收到主机的通信请求时立即响应，显著提高了数据交互的实时性。 文章中详细描述了状态机的设计思路，状态机在软件模拟I2C通信中扮演着至关重要的角色。在I2C通信过程中，从机需要根据不同的状态来决定其行为，例如在接收数据时，从机需要根据是否接收到ACK信号来判断是否继续通信或结束。文章中详细解释了如何在状态机中实现对START、DATA、ACK等状态的转换，以及在不同状态下应该执行的操作。 除了理论阐述，文章还提供了完整的源代码实现，内容包括如何初始化GPIO引脚、编写中断服务程序以及超时检测机制。GPIO初始化是确保中断能够正常工作的前提，中断服务程序是状态转换逻辑的核心，而超时检测机制则是为了防止通信过程中可能出现的错误导致系统挂起而设计的。 在实现软件模拟I2C从机功能后，文章通过使用STM32硬件I2C主机进行了功能验证。通过数据收发测试结果，验证了软件模拟I2C从机的可靠性和稳定性。测试结果表明，采用该方案的从机能够与硬件I2C主机无缝通信，准确地接收和发送数据。 文章还给出了优化建议，以进一步提升软件模拟I2C从机的性能。例如，建议在编译软件时采用-Ofast优化选项，这样可以在不影响程序正确性的前提下，尽可能地减少中断服务程序的执行时间，从而提高整体通信的效率。 文章对于在STM32平台上实现软件模拟I2C从机的方法进行了全面的介绍和深入的分析。通过采用基于GPIO中断的方案，并详细阐述状态机设计，作者不仅提供了源代码实现，还通过实际测试验证了该方案的可行性，并给出了优化建议。对于需要在资源受限的环境中实现I2C通信的嵌入式开发者而言，本文提供了宝贵的参考和实践经验。

mpu6050_iic_delay()：用于控制IIC读写速度的延时函数。 mpu6050_iic_start()：产生IIC起始信号。 mpu6050_iic_stop()：产生IIC停止信号。 mpu6050_iic_wait_ack()：等待IIC应答信号，返回值表示应答信号是否接收成功。 mpu6050_iic_ack()：产生ACK应答信号。 mpu6050_iic_nack()：不产生ACK应答信号。 mpu6050_iic_send_byte()：发送一个字节。 mpu6050_iic_read_byte()：接收一个字节，参数ack表示是否发送ACK应答信号。 mpu6050_iic_init()：初始化IIC接口，配置SCL和SDA引脚的GPIO模式、上拉和输出类型。 这些函数一起完成了对MPU6050模块的IIC接口进行初始化和操作的功能。这些函数可以根据具体的硬件配置和需求进行修改和适应。用于初始化和与MPU6050进行通信。MPU6050是一个六轴传感器，包含三轴陀螺仪和三轴加速度计，可以用于测量物体的姿态和运动。以下是代码的主要功能：

SHT20是一款由Sensirion公司生产的高性能湿度和温度传感器，广泛应用于各种环境监测设备和物联网系统中。为了与这种传感器进行通信，开发者通常需要编写I2C驱动程序。在嵌入式系统中，硬件抽象层（HAL）库为开发者提供了与硬件交互的标准接口，简化了驱动开发。本文将详细介绍如何使用HAL库软件模拟I2C驱动来与SHT20传感器通信。 我们需要理解I2C总线协议。I2C是一种多主控、串行通信协议，用于连接微控制器和外围设备。它只需要两根线（SDA和SCL）来实现数据传输，由主设备控制时钟和数据流。SHT20作为从设备，通过响应主设备的命令来提供温度和湿度数据。 在没有硬件I2C接口的情况下，软件模拟I2C驱动程序成为必要的选择。这通常涉及到在GPIO引脚上手动模拟SCL和SDA线的状态变化。HAL库虽然不直接支持软件模拟I2C，但可以通过使用GPIO中断和延时函数来实现。 开发SHT2C驱动程序的关键步骤如下： 1. 初始化GPIO：设置GPIO引脚为推挽输出模式，并初始化I2C时钟频率。对于SCL和SDA引脚，需要设置适当的上下拉电阻以避免信号漂移。 2. 发送起始信号：模拟一个起始条件，即SDA线在SCL高电平时从高变低。 3. 写地址和读写位：发送7位从设备地址，加上1位读/写位（0表示写，1表示读）。每个bit都需要在SCL高电平期间发送SDA线上的值，然后在SCL低电平时保持该状态。 4. 数据传输：对于写操作，逐位发送数据，每发完一位，等待应答信号。对于读操作，主设备需要在每个数据位的时钟高电平期间读取SDA线上的数据。 5. 应答检测：在每个数据传输后，主设备需要检测从设备的应答信号。应答是SDA线在SCL高电平时的一个低电平脉冲。 6. 结束信号：发送停止条件，即SDA线在SCL高电平时从低变高。 7. 错误处理：在传输过程中，如果检测到SDA线的异常状态或超时，应进行错误处理并重新开始通信。 在HAL库中，可以使用HAL_GPIO_WritePin和HAL_GPIO_ReadPin函数来控制GPIO状态，使用HAL_Delay或HAL_DelayEx来实现时序控制。此外，还可以利用中断来处理数据传输和应答检测。 博客链接中的内容可能更详细地解释了如何在实际代码中实现这些步骤。通过阅读并理解这些教程，开发者可以成功地创建一个SHT20传感器的软件模拟I2C驱动，从而在没有硬件I2C支持的平台上进行有效的数据采集。 总结来说，SHT20的HAL库软件模拟I2C驱动程序开发涉及对I2C协议的深入理解、GPIO的精细控制以及对错误条件的处理。通过这样的驱动，开发者能够使微控制器与SHT20传感器建立有效通信，获取环境的温度和湿度数据，为各种应用提供关键的环境信息。

STM32软件模拟I2C从机的实现方法，使用GPIO来模拟I2C从机通信，对于GPIO可以配置边沿中断的MCU来说，也可参照该例程代码来实现软件模拟I2C从机。本例程代码对应的说明文章可以关注”固件工人“微信公众号，搜索《STM32软件模拟I2C从机的实现方法》文章即可。

STM32F0系列软件模拟i2c接口.doc

利用两个GPIO口的外部中断来模拟I2C从机的程序