STM32的HAL库软件模拟IIC

Question

有人写过STM32的HAL库软件模拟IIC吗？
有人写过STM32的HAL库软件模拟IIC吗？

Answer 1

引自免费微信小程序：皆我百晓生

在STM32上使用HAL库进行I²C（Inter-Integrated Circuit）通信时，通常会利用硬件支持的I²C外设。然而，在某些情况下，比如开发板没有物理I²C接口、需要在仿真环境中测试，或者为了实现某种特殊功能时，可能需要软件模拟I²C。虽然官方HAL库并不直接提供这样的功能，但你可以自己编写一个简单的软件模拟器。

下面是一个简化的软件模拟器示例，它基于事件驱动模型，并且仅处理基本的读写操作。这个模拟器不包括错误处理、中断处理、延时以及复杂的I²C协议细节。这只是一个基础的框架，你可以根据具体需求扩展和完善。

首先，定义一些结构体和枚举类型：

typedef enum {
    I2C_STATE_IDLE,
    I2C_STATE_START,
    I2C_STATE_ADDR_READ,
    I2C_STATE_ADDR_WRITE,
    I2C_STATE_DATA_READ,
    I2C_STATE_DATA_WRITE,
    I2C_STATE_STOP,
} I2CSState;

typedef struct {
    uint8_t data[4096];
    uint16_t address;
    uint16_t index;
    uint8_t length;
    I2CSState state;
    void (*callback)(uint8_t, uint8_t);
} I2CMemSlave;

static I2CMemSlave slaves[2] = {{}, {}};

然后，定义一些函数来处理状态机和模拟I²C事务：

void i2c_slave_init(I2CMemSlave *slave, uint16_t addr) {
    slave->address = addr;
    slave->index = 0;
    slave->length = 0;
    slave->state = I2C_STATE_IDLE;
}

void i2c_slave_process(uint8_t data) {
    for (int i = 0; i < sizeof(slaves) / sizeof(slaves[0]); i++) {
        I2CMemSlave *slave = &slaves[i];

        switch (slave->state) {
            case I2C_STATE_IDLE:
                if (data == START) {
                    slave->state = I2C_STATE_START;
                }
                break;
            // ...其他状态处理...
        }

        // 更新状态并调用回调函数
        if (slave->callback && slave->state != I2C_STATE_IDLE) {
            slave->callback(slave->index, data);
            slave->index++;
        }

        // 模拟数据传输完成
        if (slave->state == I2C_STATE_STOP) {
            slave->state = I2C_STATE_IDLE;
        }
    }
}

接下来，你需要为每个要模拟的从设备设置一个回调函数，例如读取和写入数据到内存：

void slave_1_read_callback(uint8_t reg, uint8_t data) {
    // 处理读请求，更新reg处的数据
    slaves[0].data[reg] = data;
}

void slave_1_write_callback(uint8_t reg, uint8_t data) {
    // 处理写请求，保存新值到reg处
    slaves[0].data[reg] = data;
}

// 设置回调函数
i2c_slave_init(&slaves[0], 0x10);
slaves[0].callback = slave_1_read_callback;
slaves[0].callback = slave_1_write_callback;

最后，每次接收到I²C信号时，调用i2c_slave_process(data)函数处理数据。

请注意，这只是一个非常基础的示例，实际应用中需要考虑更多细节，例如错误处理、地址匹配、数据包长度检查、停止条件等。此外，如果你打算将此模拟器用于真实项目，建议将其封装成一个可复用的模块，并添加更多的配置选项和错误报告机制。