代码收藏家技术教程 2023-08-16

STM32硬件IIC实验：使用STM32CubeMx进行配置详解

硬件IIC实验

原理了解

IIC：Inter Integrated Circuit，集成电路总线，是一种同步串行半双工通信总线。
在这里贴一下硬件IIC和软件IIC的区别：

从图中可以看出两者的区别，硬件IIC比软件IIC的用法会比较复杂，但是这里如果不关注底层的实现去使用STM32CubeMx进行IIC的配置，再使用特定函数就能够实现IIC通讯，实际这个过程是非常简单，若想了解软件IIC的实现也可以参考我的另一篇文章：
软件模拟实现IIC
那么接下来看看如何使用STM32CubeMx配置IIC并使用

STM32CubeMx配置

首先根据硬件原理图：

EEPROM是连接在了PB6和PB7两个端口上，而PB6和PB7正好为硬件的IIC接口，所以就直接选用这两个口作为我们的IIC接口，STM32CubeMx配置如下：

打开I2C功能，发现下面的PB6和PB7就会自动配置为我们的SCL和SDA引脚，其余设置我们就不用进行修改了，保持默认即可：

接着就是打开串口通讯功能，通过串口进行函数的功能验证，剩下的配置就是配置时钟源，选择debug调试的接线方式以及配置外部晶振即可，接着就可以生成工程了。

工程生成及代码编写

工程生成

工程生成之后，可以看到左边已经有了相关的代码：

打开i2c.c可以看到

里面已经配置好了IIC的模式以及对应IO口的配置、使能相关时钟。在使用硬件IIC的过程中比较重要的函数如下：

可以看到里面包含了普通模式、中断模式、DMA模式下的函数，功能都是基本一样的，只是用在不同模式而已，而在这里介绍本实验用到的两个函数：

HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);
HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

这两个函数就是需要用到的写入和读取函数，先来分别看看对应的参数都是什么意思：

I2C_HandleTypeDef *hi2c：句柄，即iic.c文件中开头定义的结构体 “I2C_HandleTypeDef hi2c1;”
uint16_t DevAddress：从设备的通讯地址，比方要写入数据时，则为0xA0
uint16_t MemAddress：内部寄存器地址（要写入或读取的地址） uint16_t
MemAddSize：内部寄存器地址的大小，8/16位，即规定写入或读取的字节类型为8或16位
4.1可在stm32f1xx_hal_i2c.h中找到相关定义：

/** @defgroup I2C_Memory_Address_Size I2C Memory Address Size
 * @{
  */
#define I2C_MEMADD_SIZE_8BIT            0x00000001U
#define I2C_MEMADD_SIZE_16BIT           0x00000010U
/**
 * @}
  */

uint8_t *pData：要写入或读取的数据的起始地址
uint16_t Size：写入或读取的数据类型大小，单位：字节
uint32_t Timeout：超时时间

代码编写

了解完以上内容后就可以开始编写实验的代码了，这里在iic.c文件的USER CODE BEGIN 1中开始添加实现IIC通讯的代码：

/* USER CODE BEGIN 1 */
#define AT24C02_Write_ADD 0xA0
#define AT24C02_Read_ADD 0xA1
uint8_t I2C_Write_Buffer[256];
uint8_t I2C_Read_Buffer[256];

void AT24C02Test(void)
{
    int i;
    printf("\r\n **********STM32CubeMx IIC Test********** \r\n");
    printf("\r\n I2C_Write_Buffer: \r\n");
    
    /* 生成256byte数据 */
    for(i = 0; i < 256; i++)
    {
        I2C_Write_Buffer[i] = i;
        printf("%02X ", I2C_Write_Buffer[i]);
    }
    
    /* Write Data To AT24C02 */
    for(i = 0; i < 256; i= i+8)
    {
        if(HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, AT24C02_Write_ADD, i, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &(I2C_Write_Buffer[i]), 8, 1000) == HAL_OK)
        {
            printf("\r\n Byte %02d to Byte %02d Write OK \r\n", i, i+8);
            HAL_Delay(5);
        }
        else
        {
            printf("\r\n Byte %02d to Byte %02d Write Failed \r\n", i, i+8);
        }
    }
    
    /* Read Data To AT24C02 */
    printf("\r\n Read from AT24C02 \r\n");
    HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, AT24C02_Read_ADD, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, I2C_Read_Buffer, 256, 1000);
    
    for(i = 0; i < 256; i++)
    {
        printf("0x%02X  ", I2C_Read_Buffer[i]);
    }
}

/* USER CODE END 1 */

在这里调用HAL_I2C_Mem_Write（）函数的过程中需要注意，由于硬件使用的是AT24C02，在其手册中说明了EEPROM完整写入的时间需要等待5ms，所以这里需要添加一个延时函数以保证数据成功写入EEPROM，若实验未成功也可适当将延时函数延长为10ms。

接着在main.c中调用我们的功能函数即可：

int main(void)
{
  /* USER CODE BEGIN 1 */

  /* USER CODE END 1 */

  /* MCU Configuration--------------------------------------------------------*/

  /* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */
  HAL_Init();

  /* USER CODE BEGIN Init */

  /* USER CODE END Init */

  /* Configure the system clock */
  SystemClock_Config();

  /* USER CODE BEGIN SysInit */

  /* USER CODE END SysInit */

  /* Initialize all configured peripherals */
  MX_GPIO_Init();
  MX_I2C1_Init();
  MX_USART1_UART_Init();
  /* USER CODE BEGIN 2 */
    printf("sys run\r\n");
    AT24C02Test();
  /* USER CODE END 2 */

  /* Infinite loop */
  /* USER CODE BEGIN WHILE */
  while (1)
  {
    /* USER CODE END WHILE */

    /* USER CODE BEGIN 3 */
  }
  /* USER CODE END 3 */
}