STM32软件I2C驱动ADS1015 ADC开发指南

1. ADS1015驱动开发实战：基于STM32的软件I2C实现

在嵌入式开发中，ADC（模数转换器）是不可或缺的外设之一。德州仪器（TI）的ADS1015是一款12位精度的低功耗ADC芯片，通过I2C接口通信，非常适合需要多通道模拟量采集的应用场景。本文将详细介绍如何在STM32平台上通过软件模拟I2C实现ADS1015的完整驱动开发。

2. 硬件基础与准备工作

2.1 ADS1015关键特性解析

ADS1015是一款12位精度的ΔΣ型ADC，具有以下核心特性：

• 4个单端或2个差分输入通道
• 可编程增益放大器（PGA），支持±6.144V到±0.256V的输入范围
• 内置电压基准和振荡器
• 可编程数据速率从128SPS到3300SPS
• 单次或连续转换模式
• I2C接口，最大速率3.4MHz

在实际应用中，ADS1015常用于电池监测、温度测量、压力传感等场景。其12位分辨率对于大多数控制应用已经足够，且相比16位ADC成本更低。

2.2 硬件连接方案

典型的ADS1015与STM32连接方式如下：

注意：实际项目中ALERT/RDY引脚可用于中断方式读取数据，但本文采用查询方式实现，因此未连接此引脚。

3. 软件I2C驱动实现

3.1 I2C底层接口封装

软件模拟I2C的核心是精确控制GPIO的电平变化和时序。以下是关键函数的实现：

c复制// I2C初始化
void IIC2_Init(void) {
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
    RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
    GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;  // 开漏输出
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
    
    IIC2_SCL = 1;
    IIC2_SDA = 1;
}

// 产生起始信号
void IIC2_Start(void) {
    SDA2_OUT();
    IIC2_SDA = 1;	  
    IIC2_SCL = 1;
    delayus(2);
    IIC2_SDA = 0; // START: CLK高时DATA从高变低