stm32中I2C

文章目录

  • stm32中I2C
  • I2C 协议简介
  • I2C物理层
  • 协议层
  • I2C基本读写过程
  • 通讯的起始和停止信号
  • 数据有效性
  • 地址及数据方向
  • 响应
  • STM32的I2C特性及架构
  • STM32的 I2C外设简介
  • STM32 的 I 2C 架构剖析
  • 通讯引脚
  • 通讯过程
  • 主发送器
  • 主接收器
  • I2C初始化结构体
  • 代码实现
  • 硬件代码
  • 软件代码
  • I2C 协议简介

    I2C物理层

    协议通讯图

    1. I2C上一个总线能挂载多个设备共用信号线,可以连接多个从机
    2. 只用了两个总线,一条双向串行数据线(SDA),一条串行时钟线(SCL)。数据线即用来表示数据,时钟线用于数据收发同步。
    3. 每个连接到总线的设备都有独立的地址,主机可以通过该地址进行访问
    4. I2C空闲时输出高阻态,当所有设备都空闲时,由上拉电阻把总线拉成高电平
    5. 主机同时使用总线时,会用仲裁的方式来决定
    6. 三种传输模式:标准模式传输速率为 100kbit/s ,快速模式为 400kbit/s ,高速模式下可达3.4Mbit/s,但目前大多 I 2C 设备尚不支持高速模式。
    7. 连接到相同总线的IC数量收到总线的最大电容400pF限制。

    协议层

    I2C 的协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。

    I2C基本读写过程

    先看看 I2C 通讯过程的基本结构,它的通讯过程见图主机写数据到从机 、图主机由从机中读数据 及图 I2C 通讯复合格式 。


    注意:

  • 从机地址:7位或者10位
  • 应答信号:只有接收到应答信号后主句才会继续发送或者接收数据
  • 写数据:(将数据写入地址)

  • 从机向主机写完地址并且接收到应答信号
  • 正式向从机传输数据(DATA),数据包的大小为8位,主机没发送完一个字节数据,都要等待从机的应答信号(ACK),重复这个过程,可以传输N个数据,N大小没有限制。数据结束时向从机发送一个停止传输信号(P),表示不再传输数据。
  • 读数据:(将数据从地址读出)

  • 从机向主机写完设备地址并且收到应答信号
  • 从机开始向主机返回数据 (DATA),数据包大小也为 8 位,从机每发送完一个数据,都会等待主机的应答信号 (ACK),重复这个过程,可以返回 N 个数据,这个 N 也没有大小限制。当主机希望停止接收数据时,就向从机返回一个非应答信号 (NACK),则从机自动停止数据传输。
  • 读和写数据:(从主机找到设备后再读)

  • 除了基本的读写,I2C 通讯更常用的是复合格式,即第三幅图的情况,该传输过程有两次起始信号 (S)。
  • 一般在第一次传输中,主机通过 SLAVE_ADDRESS 寻找到从设备后,发送一段“数据”,这段数据通常用于表示从设备内部的寄存器或存储器地址 (注意区分它与 SLAVE_ADDRESS 的区别);
  • 在第二次的传输中,对该地址的内容进行读或写。也就是说,第一次通讯是告诉从机读写地址,第二次则是读写的实际内容
  • 通讯的起始和停止信号

    数据有效性

    地址及数据方向

    七位地址

  • I2C协议规定地址可以是七位或者十位,但是通常使用七位。
  • 前七位或者前十位是从机地址,第八位或者第十一位是读写标志符
  • 响应

    STM32的I2C特性及架构

  • 硬件协议(stm32的有点问题,很容易卡死)
  • 软件协议(推荐使用)
  • STM32的 I2C外设简介

    STM32 的 I 2C 架构剖析

    通讯引脚

    引脚 I2C1 I2C2
    SCL PB6/PB8(重映射) PB10
    SDA PB7/PB9(重映射) PB111

    通讯过程

    主发送器

    主接收器

    I2C初始化结构体

    typedef struct
    {
      uint32_t I2C_ClockSpeed;          /*!< Specifies the clock frequency.
                                             This parameter must be set to a value lower than 400kHz */
    
      uint16_t I2C_Mode;                /*!< Specifies the I2C mode.
                                             This parameter can be a value of @ref I2C_mode */
    
      uint16_t I2C_DutyCycle;           /*!< Specifies the I2C fast mode duty cycle.
                                             This parameter can be a value of @ref I2C_duty_cycle_in_fast_mode */
    
      uint16_t I2C_OwnAddress1;         /*!< Specifies the first device own address.
                                             This parameter can be a 7-bit or 10-bit address. */
    
      uint16_t I2C_Ack;                 /*!< Enables or disables the acknowledgement.
                                             This parameter can be a value of @ref I2C_acknowledgement */
    
      uint16_t I2C_AcknowledgedAddress; /*!< Specifies if 7-bit or 10-bit address is acknowledged.
                                             This parameter can be a value of @ref I2C_acknowledged_address */
    }I2C_InitTypeDef;
    
    结构体名称 作用
    I2C_ClockSpeed 控制速度
    I2C_Mode 控制模式
    I2C_DutyCycle 控制占空比
    I2C_OwnAddress1 控制自己的地址
    I2C_Ack 控制应答
    I2C_AcknowledgedAddress 控制设备地址

    代码实现

    硬件代码

    /**
      ******************************************************************************
      * @file    bsp_i2c_ee.c
      * @author  STMicroelectronics
      * @version V1.0
      * @date    2013-xx-xx
      * @brief   i2c EEPROM(AT24C02)应用函数bsp
      ******************************************************************************
      * @attention
      *
      * 实验平台:野火 F103-指南者 STM32 开发板 
      *
      ******************************************************************************
      */ 
    
    #include "./i2c/bsp_i2c_ee.h"
    #include "./usart/bsp_usart.h"		
    
    
    
    
    uint16_t EEPROM_ADDRESS;
    
    static __IO uint32_t  I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;   
    
    
    static uint32_t I2C_TIMEOUT_UserCallback(uint8_t errorCode);
    
    
    /**
      * @brief  I2C I/O配置
      * @param  无
      * @retval 无
      */
    static void I2C_GPIO_Config(void)
    {
      GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 
    
    	/* 使能与 I2C 有关的时钟 */
    	EEPROM_I2C_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_CLK, ENABLE );
    	EEPROM_I2C_GPIO_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_GPIO_CLK, ENABLE );
    	
        
      /* I2C_SCL、I2C_SDA*/
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SCL_PIN;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;	       // 开漏输出
      GPIO_Init(EEPROM_I2C_SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);
    	
      GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SDA_PIN;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
      GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;	       // 开漏输出
      GPIO_Init(EEPROM_I2C_SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);	
    	
    	
    }
    
    
    /**
      * @brief  I2C 工作模式配置
      * @param  无
      * @retval 无
      */
    static void I2C_Mode_Configu(void)
    {
      I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure; 
    
      /* I2C 配置 */
      I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
    	
    	/* 高电平数据稳定,低电平数据变化 SCL 时钟线的占空比 */
      I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
    	
      I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 =I2Cx_OWN_ADDRESS7; 
      I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;
    	 
    	/* I2C的寻址模式 */
      I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
    	
    	/* 通信速率 */
      I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;
      
    	/* I2C 初始化 */
      I2C_Init(EEPROM_I2Cx, &I2C_InitStructure);
      
    	/* 使能 I2C */
      I2C_Cmd(EEPROM_I2Cx, ENABLE);   
    }
    
    
    /**
      * @brief  I2C 外设(EEPROM)初始化
      * @param  无
      * @retval 无
      */
    void I2C_EE_Init(void)
    {
    
      I2C_GPIO_Config(); 
     
      I2C_Mode_Configu();
    
    /* 根据头文件i2c_ee.h中的定义来选择EEPROM的设备地址 */
    #ifdef EEPROM_Block0_ADDRESS
      /* 选择 EEPROM Block0 来写入 */
      EEPROM_ADDRESS = EEPROM_Block0_ADDRESS;
    #endif
    
    #ifdef EEPROM_Block1_ADDRESS  
    	/* 选择 EEPROM Block1 来写入 */
      EEPROM_ADDRESS = EEPROM_Block1_ADDRESS;
    #endif
    
    #ifdef EEPROM_Block2_ADDRESS  
    	/* 选择 EEPROM Block2 来写入 */
      EEPROM_ADDRESS = EEPROM_Block2_ADDRESS;
    #endif
    
    #ifdef EEPROM_Block3_ADDRESS  
    	/* 选择 EEPROM Block3 来写入 */
      EEPROM_ADDRESS = EEPROM_Block3_ADDRESS;
    #endif
    }
    
    
    /**
      * @brief   将缓冲区中的数据写到I2C EEPROM中
      * @param   
      *		@arg pBuffer:缓冲区指针
      *		@arg WriteAddr:写地址
      *     @arg NumByteToWrite:写的字节数
      * @retval  无
      */
    void I2C_EE_BufferWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u16 NumByteToWrite)
    {
      u8 NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0;
    
      Addr = WriteAddr % I2C_PageSize;
      count = I2C_PageSize - Addr;
      NumOfPage =  NumByteToWrite / I2C_PageSize;
      NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;
     
      /* If WriteAddr is I2C_PageSize aligned  */
      if(Addr == 0) 
      {
        /* If NumByteToWrite < I2C_PageSize */
        if(NumOfPage == 0) 
        {
          I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
          I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
        }
        /* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */
        else  
        {
          while(NumOfPage--)
          {
            I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize); 
        	I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
            WriteAddr +=  I2C_PageSize;
            pBuffer += I2C_PageSize;
          }
    
          if(NumOfSingle!=0)
          {
            I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
            I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
          }
        }
      }
      /* If WriteAddr is not I2C_PageSize aligned  */
      else 
      {
        /* If NumByteToWrite < I2C_PageSize */
        if(NumOfPage== 0) 
        {
          I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
          I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
        }
        /* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */
        else
        {
          NumByteToWrite -= count;
          NumOfPage =  NumByteToWrite / I2C_PageSize;
          NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;	
          
          if(count != 0)
          {  
            I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);
            I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
            WriteAddr += count;
            pBuffer += count;
          } 
          
          while(NumOfPage--)
          {
            I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize);
            I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
            WriteAddr +=  I2C_PageSize;
            pBuffer += I2C_PageSize;  
          }
          if(NumOfSingle != 0)
          {
            I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle); 
            I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
          }
        }
      }  
    }
    
    
    /**
      * @brief   写一个字节到I2C EEPROM中
      * @param   
      *		@arg pBuffer:缓冲区指针
      *		@arg WriteAddr:写地址 
      * @retval  无
      */
    uint32_t I2C_EE_ByteWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr) 
    {
      /* Send STRAT condition */
      I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
    
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;  
      /* Test on EV5 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))  
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(0);
      } 
      
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Send EEPROM address for write */
      I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
      
      /* Test on EV6 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(1);
      }  
      /* Send the EEPROM's internal address to write to */
      I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, WriteAddr);
      
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Test on EV8 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(2);
      } 
      
      /* Send the byte to be written */
      I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, *pBuffer); 
      
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;  
      /* Test on EV8 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(3);
      } 
      
      /* Send STOP condition */
      I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
      
      return 1;
    }
    
    
    /**
      * @brief   在EEPROM的一个写循环中可以写多个字节,但一次写入的字节数
      *          不能超过EEPROM页的大小,AT24C02每页有8个字节
      * @param   
      *		@arg pBuffer:缓冲区指针
      *		@arg WriteAddr:写地址
      *     @arg NumByteToWrite:写的字节数
      * @retval  无
      */
    uint32_t I2C_EE_PageWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u8 NumByteToWrite)
    {
      I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
    
      while(I2C_GetFlagStatus(EEPROM_I2Cx, I2C_FLAG_BUSY))   
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(4);
      } 
      
      /* Send START condition */
      I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
      
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Test on EV5 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))  
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(5);
      } 
      
      /* Send EEPROM address for write */
      I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
      
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Test on EV6 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))  
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(6);
      } 
      
      /* Send the EEPROM's internal address to write to */    
      I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, WriteAddr);  
    
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Test on EV8 and clear it */
      while(! I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(7);
      } 
    
      /* While there is data to be written */
      while(NumByteToWrite--)  
      {
        /* Send the current byte */
        I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, *pBuffer); 
    
        /* Point to the next byte to be written */
        pBuffer++; 
      
        I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
    
        /* Test on EV8 and clear it */
        while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
        {
          if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(8);
        } 
      }
    
      /* Send STOP condition */
      I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
      
      return 1;
    }
    
    
    /**
      * @brief   从EEPROM里面读取一块数据 
      * @param   
      *		@arg pBuffer:存放从EEPROM读取的数据的缓冲区指针
      *		@arg WriteAddr:接收数据的EEPROM的地址
      *     @arg NumByteToWrite:要从EEPROM读取的字节数
      * @retval  无
      */
    uint32_t I2C_EE_BufferRead(u8* pBuffer, u8 ReadAddr, u16 NumByteToRead)
    {  
      
      I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
      
      //*((u8 *)0x4001080c) |=0x80; 
      while(I2C_GetFlagStatus(EEPROM_I2Cx, I2C_FLAG_BUSY))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(9);
       }
      
      /* Send START condition */
      I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
      //*((u8 *)0x4001080c) &=~0x80;
      
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Test on EV5 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(10);
       }
      
      /* Send EEPROM address for write */
      I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
    
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Test on EV6 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(11);
       }
        
      /* Clear EV6 by setting again the PE bit */
      I2C_Cmd(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
    
      /* Send the EEPROM's internal address to write to */
      I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, ReadAddr);  
    
       
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Test on EV8 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(12);
       }
        
      /* Send STRAT condition a second time */  
      I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
      
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Test on EV5 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(13);
       }
        
      /* Send EEPROM address for read */
      I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);
      
      I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
      /* Test on EV6 and clear it */
      while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED))
      {
        if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(14);
       }
      
      /* While there is data to be read */
      while(NumByteToRead)  
      {
        if(NumByteToRead == 1)
        {
          /* Disable Acknowledgement */
          I2C_AcknowledgeConfig(EEPROM_I2Cx, DISABLE);
          
          /* Send STOP Condition */
          I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
        }
    
        /* Test on EV7 and clear it */    
        I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
        
    		while(I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED)==0)  
    		{
    			if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(3);
    		} 
        {      
          /* Read a byte from the EEPROM */
          *pBuffer = I2C_ReceiveData(EEPROM_I2Cx);
    
          /* Point to the next location where the byte read will be saved */
          pBuffer++; 
          
          /* Decrement the read bytes counter */
          NumByteToRead--;        
        }   
      }
    
      /* Enable Acknowledgement to be ready for another reception */
      I2C_AcknowledgeConfig(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
      
        return 1;
    }
    
    
    /**
      * @brief  Wait for EEPROM Standby state 
      * @param  无
      * @retval 无
      */
    void I2C_EE_WaitEepromStandbyState(void)      
    {
      vu16 SR1_Tmp = 0;
    
      do
      {
        /* Send START condition */
        I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
        /* Read I2C1 SR1 register */
        SR1_Tmp = I2C_ReadRegister(EEPROM_I2Cx, I2C_Register_SR1);
        /* Send EEPROM address for write */
        I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
      }while(!(I2C_ReadRegister(EEPROM_I2Cx, I2C_Register_SR1) & 0x0002));
      
      /* Clear AF flag */
      I2C_ClearFlag(EEPROM_I2Cx, I2C_FLAG_AF);
        /* STOP condition */    
        I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE); 
    }
    
    
    
    
    /**
      * @brief  Basic management of the timeout situation.
      * @param  errorCode:错误代码,可以用来定位是哪个环节出错.
      * @retval 返回0,表示IIC读取失败.
      */
    static  uint32_t I2C_TIMEOUT_UserCallback(uint8_t errorCode)
    {
      /* Block communication and all processes */
      EEPROM_ERROR("I2C 等待超时!errorCode = %d",errorCode);
      
      return 0;
    }
    /*********************************************END OF FILE**********************/
    
    
    

    软件代码

    /**
      ******************************************************************************
      * @file    bsp_i2c_ee.c
      * @version V1.0
      * @date    2013-xx-xx
      * @brief   i2c EEPROM(AT24C02)应用函数bsp
      ******************************************************************************
      * @attention
      *
      * 实验平台:野火 F103-指南者 STM32 开发板 
      *
      ******************************************************************************
      */ 
    
    #include "bsp_i2c_ee.h"
    #include "bsp_i2c_gpio.h"
    #include "bsp_usart.h" 
    
    /*
    *********************************************************************************************************
    *	函 数 名: ee_CheckOk
    *	功能说明: 判断串行EERPOM是否正常
    *	形    参:无
    *	返 回 值: 1 表示正常, 0 表示不正常
    *********************************************************************************************************
    */
    uint8_t ee_CheckOk(void)
    {
    	if (i2c_CheckDevice(EEPROM_DEV_ADDR) == 0)
    	{
    		return 1;
    	}
    	else
    	{
    		/* 失败后,切记发送I2C总线停止信号 */
    		i2c_Stop();		
    		return 0;
    	}
    }
    
    /*
    *********************************************************************************************************
    *	函 数 名: ee_ReadBytes
    *	功能说明: 从串行EEPROM指定地址处开始读取若干数据
    *	形    参:_usAddress : 起始地址
    *			 _usSize : 数据长度,单位为字节
    *			 _pReadBuf : 存放读到的数据的缓冲区指针
    *	返 回 值: 0 表示失败,1表示成功
    *********************************************************************************************************
    */
    uint8_t ee_ReadBytes(uint8_t *_pReadBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize)
    {
    	uint16_t i;
    	
    	/* 采用串行EEPROM随即读取指令序列,连续读取若干字节 */
    	
    	/* 第1步:发起I2C总线启动信号 */
    	i2c_Start();
    	
    	/* 第2步:发起控制字节,高7bit是地址,bit0是读写控制位,0表示写,1表示读 */
    	i2c_SendByte(EEPROM_DEV_ADDR | EEPROM_I2C_WR);	/* 此处是写指令 */
    	 
    	/* 第3步:等待ACK */
    	if (i2c_WaitAck() != 0)
    	{
    		goto cmd_fail;	/* EEPROM器件无应答 */
    	}
    
    	/* 第4步:发送字节地址,24C02只有256字节,因此1个字节就够了,如果是24C04以上,那么此处需要连发多个地址 */
    	i2c_SendByte((uint8_t)_usAddress);
    	
    	/* 第5步:等待ACK */
    	if (i2c_WaitAck() != 0)
    	{
    		goto cmd_fail;	/* EEPROM器件无应答 */
    	}
    	
    	/* 第6步:重新启动I2C总线。前面的代码的目的向EEPROM传送地址,下面开始读取数据 */
    	i2c_Start();
    	
    	/* 第7步:发起控制字节,高7bit是地址,bit0是读写控制位,0表示写,1表示读 */
    	i2c_SendByte(EEPROM_DEV_ADDR | EEPROM_I2C_RD);	/* 此处是读指令 */
    	
    	/* 第8步:发送ACK */
    	if (i2c_WaitAck() != 0)
    	{
    		goto cmd_fail;	/* EEPROM器件无应答 */
    	}	
    	
    	/* 第9步:循环读取数据 */
    	for (i = 0; i < _usSize; i++)
    	{
    		_pReadBuf[i] = i2c_ReadByte();	/* 读1个字节 */
    		
    		/* 每读完1个字节后,需要发送Ack, 最后一个字节不需要Ack,发Nack */
    		if (i != _usSize - 1)
    		{
    			i2c_Ack();	/* 中间字节读完后,CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0) */
    		}
    		else
    		{
    			i2c_NAck();	/* 最后1个字节读完后,CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1) */
    		}
    	}
    	/* 发送I2C总线停止信号 */
    	i2c_Stop();
    	return 1;	/* 执行成功 */
    
    cmd_fail: /* 命令执行失败后,切记发送停止信号,避免影响I2C总线上其他设备 */
    	/* 发送I2C总线停止信号 */
    	i2c_Stop();
    	return 0;
    }
    
    /*
    *********************************************************************************************************
    *	函 数 名: ee_WriteBytes
    *	功能说明: 向串行EEPROM指定地址写入若干数据,采用页写操作提高写入效率
    *	形    参:_usAddress : 起始地址
    *			 _usSize : 数据长度,单位为字节
    *			 _pWriteBuf : 存放读到的数据的缓冲区指针
    *	返 回 值: 0 表示失败,1表示成功
    *********************************************************************************************************
    */
    uint8_t ee_WriteBytes(uint8_t *_pWriteBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize)
    {
    	uint16_t i,m;
    	uint16_t usAddr;
    	
    	/* 
    		写串行EEPROM不像读操作可以连续读取很多字节,每次写操作只能在同一个page。
    		对于24xx02,page size = 8
    		简单的处理方法为:按字节写操作模式,每写1个字节,都发送地址
    		为了提高连续写的效率: 本函数采用page wirte操作。
    	*/
    
    	usAddr = _usAddress;	
    	for (i = 0; i < _usSize; i++)
    	{
    		/* 当发送第1个字节或是页面首地址时,需要重新发起启动信号和地址 */
    		if ((i == 0) || (usAddr & (EEPROM_PAGE_SIZE - 1)) == 0)
    		{
    			/* 第0步:发停止信号,启动内部写操作 */
    			i2c_Stop();
    			
    			/* 通过检查器件应答的方式,判断内部写操作是否完成, 一般小于 10ms 			
    				CLK频率为200KHz时,查询次数为30次左右
    			*/
    			for (m = 0; m < 1000; m++)
    			{				
    				/* 第1步:发起I2C总线启动信号 */
    				i2c_Start();
    				
    				/* 第2步:发起控制字节,高7bit是地址,bit0是读写控制位,0表示写,1表示读 */
    				i2c_SendByte(EEPROM_DEV_ADDR | EEPROM_I2C_WR);	/* 此处是写指令 */
    				
    				/* 第3步:发送一个时钟,判断器件是否正确应答 */
    				if (i2c_WaitAck() == 0)
    				{
    					break;
    				}
    			}
    			if (m  == 1000)
    			{
    				goto cmd_fail;	/* EEPROM器件写超时 */
    			}
    		
    			/* 第4步:发送字节地址,24C02只有256字节,因此1个字节就够了,如果是24C04以上,那么此处需要连发多个地址 */
    			i2c_SendByte((uint8_t)usAddr);
    			
    			/* 第5步:等待ACK */
    			if (i2c_WaitAck() != 0)
    			{
    				goto cmd_fail;	/* EEPROM器件无应答 */
    			}
    		}
    	
    		/* 第6步:开始写入数据 */
    		i2c_SendByte(_pWriteBuf[i]);
    	
    		/* 第7步:发送ACK */
    		if (i2c_WaitAck() != 0)
    		{
    			goto cmd_fail;	/* EEPROM器件无应答 */
    		}
    
    		usAddr++;	/* 地址增1 */		
    	}
    	
    	/* 命令执行成功,发送I2C总线停止信号 */
    	i2c_Stop();
    	return 1;
    
    cmd_fail: /* 命令执行失败后,切记发送停止信号,避免影响I2C总线上其他设备 */
    	/* 发送I2C总线停止信号 */
    	i2c_Stop();
    	return 0;
    }
    
    
    void ee_Erase(void)
    {
    	uint16_t i;
    	uint8_t buf[EEPROM_SIZE];
    	
    	/* 填充缓冲区 */
    	for (i = 0; i < EEPROM_SIZE; i++)
    	{
    		buf[i] = 0xFF;
    	}
    	
    	/* 写EEPROM, 起始地址 = 0,数据长度为 256 */
    	if (ee_WriteBytes(buf, 0, EEPROM_SIZE) == 0)
    	{
    		printf("擦除eeprom出错!\r\n");
    		return;
    	}
    	else
    	{
    		printf("擦除eeprom成功!\r\n");
    	}
    }
    
    
    /*--------------------------------------------------------------------------------------------------*/
    static void ee_Delay(__IO uint32_t nCount)	 //简单的延时函数
    {
    	for(; nCount != 0; nCount--);
    }
    
    
    /*
     * eeprom AT24C02 读写测试
     * 正常返回1,异常返回0
     */
    uint8_t ee_Test(void) 
    {
      uint16_t i;
    	uint8_t write_buf[EEPROM_SIZE];
      uint8_t read_buf[EEPROM_SIZE];
      
    /*-----------------------------------------------------------------------------------*/  
      if (ee_CheckOk() == 0)
    	{
    		/* 没有检测到EEPROM */
    		printf("没有检测到串行EEPROM!\r\n");
    				
    		return 0;
    	}
    /*------------------------------------------------------------------------------------*/  
      /* 填充测试缓冲区 */
    	for (i = 0; i < EEPROM_SIZE; i++)
    	{		
    		write_buf[i] = i;
    	}
    /*------------------------------------------------------------------------------------*/  
      if (ee_WriteBytes(write_buf, 0, EEPROM_SIZE) == 0)
    	{
    		printf("写eeprom出错!\r\n");
    		return 0;
    	}
    	else
    	{		
    		printf("写eeprom成功!\r\n");
    	}
      
      /*写完之后需要适当的延时再去读,不然会出错*/
      ee_Delay(0x0FFFFF);
    /*-----------------------------------------------------------------------------------*/
      if (ee_ReadBytes(read_buf, 0, EEPROM_SIZE) == 0)
    	{
    		printf("读eeprom出错!\r\n");
    		return 0;
    	}
    	else
    	{		
    		printf("读eeprom成功,数据如下:\r\n");
    	}
    /*-----------------------------------------------------------------------------------*/  
      for (i = 0; i < EEPROM_SIZE; i++)
    	{
    		if(read_buf[i] != write_buf[i])
    		{
    			printf("0x%02X ", read_buf[i]);
    			printf("错误:EEPROM读出与写入的数据不一致");
    			return 0;
    		}
        printf(" %02X", read_buf[i]);
    		
    		if ((i & 15) == 15)
    		{
    			printf("\r\n");	
    		}		
    	}
      printf("eeprom读写测试成功\r\n");
      return 1;
    }
    /*********************************************END OF FILE**********************/
    
    
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    物联沃-IOTWORD物联网 » STM32中的I2C协议详解

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