STM32模拟IIC+颜色识别TCS34725 |
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STM32模拟IIC+颜色识别TCS34725
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STM32模拟IIC+颜色识别TCS34725
一、硬件参数
1.参数及接口
VCC3.3/5V 电源正GND电源地SDAI2C 数据输入SCLI2C 时钟输入
二、通信协议
1.IIC时序图
开始信号：SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 结束信号：SCL 为高电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低 电平脉冲，表示已收到数据。 2.读写时序
1、写命令寄存器时序：开始信号—写7位IIC地址—写1位读写标识—等待从机ACK—写命令寄存器地址—等待从机ACK—写数据—等待从机ACK–……–停止信号。 2、读命令寄存器时序：开始信号—写7位IIC地址—写1位读写标识—等待从机ACK—写命令寄存器地址—等待从机ACK—开始信号—写7位IIC地址—写1位读写标识—等待从机ACK—等待从机数据—写应答ACK—等待从机数据—写应答ACK–……–停止信号。 链接：https://www.waveshare.net/w/upload/3/3c/TCS34725_Color_Sensro_user_manual_cn.pdf 微雪电子的用户手册都有详细说明，里面也有驱动例程。 三、模拟IIC驱动了解IIC的通信后，就可以着手写IIC的驱动的程序了，我也搜了一些网上其他的一些模拟IIC的通信，程序都大同小异，基本上都差不多。但有些毕竟具体的细节的和一些IO口设置并不是很明确。所以IIC的驱动程序我也就不详细说了（程序在下面也会附上），主要重点说一些我自己总节的一些细节。 1、IO口的配置
我看的网上的文章基本大部分用的都是推挽输出，然后用GPIO的内部寄存器（如上图）去调换IO的输入输出模式。这样确实是可行的，但对于刚刚学习的小白，去理解寄存器操作可以并不是很明白，并且这种是适用不了51这种单片机的。51单片机的IO是作为标准双向IO口，也就是既可以做输出，也可以做输入，同理开漏输出模式也是双向IO口，所以我个人觉得这里把IO引脚设为开漏输出模式更方便实用。
GPIO_InitStruct是一个结构体，名字是GPIO_InitStructure，结构体原型由GPIO_InitTypeDef 确定，STM32里面初始化GPIO用的。 HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure)，括号里后面那个就是你问题里面声明的那个结构体，这个函数是HAL库已经帮我们封装好的函数。 2、us延时IIC的延时都是微秒级而且是要求精确的，一般STM的系统延时都是毫秒级的，明显是无法使用的，所以这里得用定时器。我这里用的是定时器14。 使用定时器就得了解单片机的时钟频率和定时器的预分频系数，STMF030RCT6单片机是时钟频率是48MHz，我要得到1us的计时也就是要得到1MHz的频率，也就是要分频48-1，预分频系数就是47，自动重装载值为1，向上计数模式。 同样可以用代码实现 static void MX_TIM14_Init(void) { /* USER CODE BEGIN TIM14_Init 0 */ /* USER CODE END TIM14_Init 0 */ /* USER CODE BEGIN TIM14_Init 1 */ /* USER CODE END TIM14_Init 1 */ htim14.Instance = TIM14; htim14.Init.Prescaler = 47; htim14.Init.CounterMode = TIM_COUNTERMODE_UP; htim14.Init.Period = 65535; htim14.Init.ClockDivision = TIM_CLOCKDIVISION_DIV1; htim14.Init.AutoReloadPreload = TIM_AUTORELOAD_PRELOAD_DISABLE; if (HAL_TIM_Base_Init(&htim14) != HAL_OK) { Error_Handler(); } /* USER CODE BEGIN TIM14_Init 2 */ /* USER CODE END TIM14_Init 2 */ } HAL_GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStruct);定时器开启之后，就要编写延时函数 extern TIM_HandleTypeDef htim14; void delay_s(uint32_t i) { uint16_t differ = 0xffff- i - 5;//65535-5-i，计数初值，由这个数计数到65535刚好计数us次， //也就实现了n us延时 __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim14, differ); //设置计数值 HAL_TIM_Base_Start(&htim14); //开启定时器 while(differ TCS_SDA_H; TCS_SCL_H; delay_s(40);//delay_us(4); TCS_SDA_L; delay_s(40);//delay_us(4); TCS_SCL_L; } /*********************************************/ void TCS34725_I2C_Stop() { //TCS_SDA_OUT(); TCS_SCL_L; TCS_SDA_L; delay_s(40);//delay_us(4); TCS_SCL_H; TCS_SDA_H; delay_s(40);//delay_us(4); } /*********************************************/ //返回值：1，接收应答失败 // 0，接收应答成功 uint8_t TCS34725_I2C_Wait_ACK() { uint32_t t=0; TCS_SDA_H; delay_s(10);//delay_us(1); TCS_SCL_H; delay_s(10);//delay_us(1); while(TCS_SDA_READ) { t++; if(t > 250) { TCS34725_I2C_Stop(); return 1; } } TCS_SCL_L; return 0; } /*********************************************/ //产生ACK应答 void TCS34725_I2C_ACK() { TCS_SCL_L; TCS_SDA_L; delay_s(20);//delay_us(2); TCS_SCL_H; delay_s(20);//delay_us(2); TCS_SCL_L; } /*********************************************/ //不产生ACK应答 void TCS34725_I2C_NACK() { TCS_SCL_L; TCS_SDA_H; delay_s(20);//delay_us(2); TCS_SCL_H; delay_s(20);//delay_us(2); TCS_SCL_L; } /*********************************************/ //I2C发送一个字节 void TCS34725_I2C_Send_Byte(uint8_t byte) { uint8_t i; TCS_SCL_L;//拉低时钟开始数据传输 for(i = 0; i uint8_t i,receive = 0; //TCS_SDA_IN(); for(i = 0; i unsigned short c; //[0-65536] unsigned short r; unsigned short g; unsigned short b; }COLOR_RGBC;//RGBC /******************************************************************************* * @brief Writes data to a slave device. * * @param slaveAddress - Adress of the slave device. * @param dataBuffer - Pointer to a buffer storing the transmission data. * @param bytesNumber - Number of bytes to write. * @param stopBit - Stop condition control. * Example: 0 - A stop condition will not be sent; * 1 - A stop condition will be sent. *******************************************************************************/ void TCS34725_I2C_Write(uint8_t slaveAddress, uint8_t* dataBuffer,uint8_t bytesNumber, uint8_t stopBit) { uint8_t i = 0; TCS34725_I2C_Start(); TCS34725_I2C_Send_Byte((slaveAddress uint8_t i = 0; TCS34725_I2C_Start(); TCS34725_I2C_Send_Byte((slaveAddress *(dataBuffer + i) = TCS34725_I2C_Read_Byte(0);//读取的最后一个字节发送NACK } else { *(dataBuffer + i) = TCS34725_I2C_Read_Byte(1); } } if(stopBit == 1) TCS34725_I2C_Stop(); } /******************************************************************************* * @brief Writes data into TCS34725 registers, starting from the selected * register address pointer. * * @param subAddr - The selected register address pointer. * @param dataBuffer - Pointer to a buffer storing the transmission data. * @param bytesNumber - Number of bytes that will be sent. * * @return None. *******************************************************************************/ void TCS34725_Write(uint8_t subAddr, uint8_t* dataBuffer, uint8_t bytesNumber) { uint8_t sendBuffer[10] = {0, }; uint8_t byte = 0; sendBuffer[0] = subAddr | TCS34725_COMMAND_BIT; for(byte = 1; byte subAddr |= TCS34725_COMMAND_BIT; TCS34725_I2C_Write(TCS34725_ADDRESS, (uint8_t*)&subAddr, 1, 0); TCS34725_I2C_Read(TCS34725_ADDRESS, dataBuffer, bytesNumber, 1); } /******************************************************************************* * @brief TCS34725设置积分时间 * * @return None *******************************************************************************/ void TCS34725_SetIntegrationTime(uint8_t time) { TCS34725_Write(TCS34725_ATIME, &time, 1); } /******************************************************************************* * @brief TCS34725设置增益 * * @return None *******************************************************************************/ void TCS34725_SetGain(uint8_t gain) { TCS34725_Write(TCS34725_CONTROL, &gain, 1); } /******************************************************************************* * @brief TCS34725使能 * * @return None *******************************************************************************/ void TCS34725_Enable(void) { uint8_t cmd = TCS34725_ENABLE_PON; TCS34725_Write(TCS34725_ENABLE, &cmd, 1); cmd = TCS34725_ENABLE_PON | TCS34725_ENABLE_AEN; TCS34725_Write(TCS34725_ENABLE, &cmd, 1); //delay_s(600000);//delay_ms(3);//延时应该放在设置AEN之后 } /******************************************************************************* * @brief TCS34725失能 * * @return None *******************************************************************************/ void TCS34725_Disable(void) { uint8_t cmd = 0; TCS34725_Read(TCS34725_ENABLE, &cmd, 1); cmd = cmd & ~(TCS34725_ENABLE_PON | TCS34725_ENABLE_AEN); TCS34725_Write(TCS34725_ENABLE, &cmd, 1); } /******************************************************************************* * @brief TCS34725初始化 * * @return ID - ID寄存器中的值 *******************************************************************************/ uint8_t TCS34725_Init(void) { uint8_t id=0; //TCS34725_I2C_Init(); TCS34725_Read(TCS34725_ID, &id, 1); //TCS34725 的 ID 是 0x44 可以根据这个来判断是否成功连接 if(id==0x44) { TCS34725_SetIntegrationTime(TCS34725_INTEGRATIONTIME_240MS); TCS34725_SetGain(TCS34725_GAIN_1X); TCS34725_Enable(); return 1; } return 0; } /******************************************************************************* * @brief TCS34725获取单个通道数据 * * @return data - 该通道的转换值 *******************************************************************************/ uint16_t TCS34725_GetChannelData(uint8_t reg) { uint8_t tmp[2] = {0,0}; uint16_t data; TCS34725_Read(reg, tmp, 2); data = (tmp[1] rgbc->c = TCS34725_GetChannelData(TCS34725_CDATAL); rgbc->r = TCS34725_GetChannelData(TCS34725_RDATAL); rgbc->g = TCS34725_GetChannelData(TCS34725_GDATAL); rgbc->b = TCS34725_GetChannelData(TCS34725_BDATAL); return 1; } return 0; }到这里TSC34725的驱动程序就完成了，这里读出来的数据是未处理的数据，如果要转化成能使用的RGB转化一下即可。 |
![[Alt]](https://img-blog.csdnimg.cn/20210420103540126.png#pic_center)
从I2C时序图的得知使用的是 I2C 通信，I2C 通信，一条数据线，一条时钟线。 I2C 总线在传送数据 过程中共有三种类型信号：开始信号、结束信号和应答信号。
这是一个标准的IIC通信时序
我这里用的是单片机STMF030RCT6的PC4和PCB口，我是用MXCube直接配置的开漏浮空，也可以用代码直接实现在程序运行前初始化GPIO口就行。
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