STM32GPIO模拟I2C驱动SHT20获取温湿度。

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，用于在集成电路之间进行短距离的数据传输。

I2C协议使用两根信号线来进行通信： 1. SDA（Serial Data）线：用于传输数据，由主设备和从设备共享。 2. SCL（Serial Clock）线：用于传输时钟信号，由主设备控制。

I2C协议通过地址寻址的方式来进行设备之间的通信。每个I2C设备都有一个唯一的7位地址，用于在总线上寻址。主设备通过发送起始条件和设备地址，选择要与之通信的从设备，然后进行读写操作。

I2C协议具有以下特点： 1. 多从设备：支持多个从设备连接到同一条总线上。 2. 速度可变：I2C总线的通信速率可以根据设备的要求进行调整。 3. 硬件简单：I2C只需要两根信号线，相对于其他通信协议来说，硬件的成本和复杂度较低。 4. 双向通信：I2C支持主设备和从设备之间的双向数据传输。

前面介绍完I2C协议的一些基本特性，下面我们来用GPIO来模拟I2C通信

因为我们是用GPIO进行模拟I2C通信，所以不需要在软件中配置用到的引脚的状态。

首先初始化GPIO，这个我用的是PB6作为SCL线，PB7作为SDA线，具体初始化哪些IO看自己的设备接的是哪些IO。因为SCL是由主设备控制，所以我们只需要舒适化为输出模式即可，SDA则要初始化为输入、输出两个模式。

 因为在进行I2C通信的时候会经常拉高电平和拉低电平，所以为了方便和代码整洁，我定义了一些宏用来写代码。

当SCL线在保持高电平的时候SDA线由高电平变为低电平就为代表着起始条件，这个起始条件告诉所有设备，总线将要开始传输数据，并使总线上的设备进入接收模式以准备接收数据。当SCL线在保持高电平的时候SDA线由低电平变为高电平则代表着终止条件，这个停止条件告诉所有设备，总线上的数据传输已经完成。

定义开始函数，首先将SDA线和SCL线都初始化为输出模式，然后将SDA线和SCL线都拉高为高电平，等待1微秒，然后再将SDA线拉为低电平，这样就完成了一个开始信号。

定义停止函数，因为停止信号肯定是用在开始信号后的，SCL已经初始化过了，所以我们只需要初始化SDA就行了。首先将SDA线初始化为输出模式，然后将SDA线和SCL线都拉为低电平，等待2微秒，先将SCL线拉为高电平，等待2微秒，再将SDA线拉为高电平，这样就完成了一个停止信号。

因为SHT20每发送完一个字节都要接收对方给的一个 确认报文，所以写完一个字节后我们要将SDA初始化为输入模式并将SCL线拉为高电平，并且读SDA线的数据。

定义发送字节函数。因为SHT20是从MSB开始发送的，所以我们要先发高位字节。定义mask为0x80，mask和byte（我们要发送的字节）与过之后就剩最高位的数，也就是我们要发送的数据。

定义接收字节函数，发送是从MSB开始发送的，接收数据也是从MSB位开始接收的，接收到的数据从高位开始或。每当我们接收完一个数据的时候也要接收一个确认报文。如果为ACK则还有数据未接收完，如果未NAK则代表已经接收完数据。

定义接收数据的函数，先调用开始函数，再调用写函数将要发送数据过来的设备的地址写过去，再开始调用读字节函数。

定义写数据函数，先调用开始函数，再调用写函数将要发送数据过去的设备的地址写过去，再开始调用写字节函数。

GPIO模拟I2C的头文件，我们声明发送数据和接收数据的函数即可，其他函数都是本文件内调用的。

这样GPIO模拟I2C的的文件函数就完成了。

接下来写sht20.c/文件

获取温度值函数，因为获取温度需要时间，所以我们发送完命令后要先等待85毫秒，等待sht20获取测问温度后再去读取温度。

获取湿度函数，因为获取湿度需要时间，所以我们发送完命令后要先等待29毫秒，等待sht20获取测问温度后再去读取湿度。

 定义获取数据的文件，用于main函数中调用

sht20.h文件，因为我们只需要调用SHT20_SampleData函数，所以在.h文件中声明SHT20_SampleData函数即可。

 main函数调用SHT20_SampleData即可获取到温湿度。

 烧录进单片机开始运行，打开串口助手即可看到获取到的温湿度。