STM32单片机芯片与内部54 AT24C02读写 硬件IIC 标准库 HAL库 ...

民工心事  论坛元老 | 2025-1-2 23:32:52 | 显示全部楼层 | 阅读模式
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目次
一、AT24C02硬件IIC-标准库
1、I2C_InitTypeDef
2、GPIO
3、数据写入
4、数据读取
二、AT24C02硬件IIC-HAL库
1、I2C_HandleTypeDef与I2C_InitTypeDef
2、GPIO
3、数据写入
4、数据读取
一、AT24C02硬件IIC-标准库

1、I2C_InitTypeDef

        硬件IIC就要和I2C的代码打交道了。I2C_InitTypeDef在stm32f10x_i2c.h中，重要设置I2C通信速率，I2C模式，SCL时钟线占空比，自身IIC地址，I2C相应使能，I2C寻址模式长度等。
  1. typedef struct
  2. {
  3.   uint32_t I2C_ClockSpeed;          /*!< Specifies the clock frequency.
  4.                                          This parameter must be set to a value lower than 400kHz */
  6.   uint16_t I2C_Mode;                /*!< Specifies the I2C mode.
  7.                                          This parameter can be a value of @ref I2C_mode */
  9.   uint16_t I2C_DutyCycle;           /*!< Specifies the I2C fast mode duty cycle.
  10.                                          This parameter can be a value of @ref I2C_duty_cycle_in_fast_mode */
  12.   uint16_t I2C_OwnAddress1;         /*!< Specifies the first device own address.
  13.                                          This parameter can be a 7-bit or 10-bit address. */
  15.   uint16_t I2C_Ack;                 /*!< Enables or disables the acknowledgement.
  16.                                          This parameter can be a value of @ref I2C_acknowledgement */
  18.   uint16_t I2C_AcknowledgedAddress; /*!< Specifies if 7-bit or 10-bit address is acknowledged.
  19.                                          This parameter can be a value of @ref I2C_acknowledged_address */
  20. }I2C_InitTypeDef;
复制代码
2、GPIO

        保持为复用开漏输出。
  1.   /* I2C_SCL、I2C_SDA*/
  2.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SCL_PIN;
  3.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  4.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;               // 开漏输出
  5.   GPIO_Init(EEPROM_I2C_SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);
  6.        
  7.   GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SDA_PIN;
  8.   GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  9.   GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;               // 开漏输出
  10.   GPIO_Init(EEPROM_I2C_SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);       
复制代码
3、数据写入

        可以看到硬件IIC的时序就是必要不断的判定I2C的各类寄存器，例如EV6、EV8等，而非模拟IIC直接判定IO是否拉高、拉低即可。
  1. uint32_t I2C_EE_PageWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u8 NumByteToWrite)
  2. {
  3.   I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
  5.   while(I2C_GetFlagStatus(EEPROM_I2Cx, I2C_FLAG_BUSY))   
  6.   {
  7.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(4);
  8.   }
  9.   
  10.   /* Send START condition */
  11.   I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  12.   
  13.   I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  14.   /* Test on EV5 and clear it */
  15.   while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))  
  16.   {
  17.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(5);
  18.   }
  19.   
  20.   /* Send EEPROM address for write */
  21.   I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
  22.   
  23.   I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  24.   /* Test on EV6 and clear it */
  25.   while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))  
  26.   {
  27.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(6);
  28.   }
  29.   
  30.   /* Send the EEPROM's internal address to write to */   
  31.   I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, WriteAddr);  
  33.   I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  34.   /* Test on EV8 and clear it */
  35.   while(! I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
  36.   {
  37.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(7);
  38.   }
  40.   /* While there is data to be written */
  41.   while(NumByteToWrite--)  
  42.   {
  43.     /* Send the current byte */
  44.     I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, *pBuffer);
  46.     /* Point to the next byte to be written */
  47.     pBuffer++;
  48.   
  49.     I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  51.     /* Test on EV8 and clear it */
  52.     while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
  53.     {
  54.       if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(8);
  55.     }
  56.   }
  58.   /* Send STOP condition */
  59.   I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  60.   
  61.   return 1;
  62. }
复制代码
4、数据读取

  1. uint32_t I2C_EE_BufferRead(u8* pBuffer, u8 ReadAddr, u16 NumByteToRead)
  2. {  
  3.   
  4.   I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
  5.   
  6.   //*((u8 *)0x4001080c) |=0x80;
  7.   while(I2C_GetFlagStatus(EEPROM_I2Cx, I2C_FLAG_BUSY))
  8.   {
  9.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(9);
  10.    }
  11.   
  12.   /* Send START condition */
  13.   I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  14.   //*((u8 *)0x4001080c) &=~0x80;
  15.   
  16.   I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  17.   /* Test on EV5 and clear it */
  18.   while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
  19.   {
  20.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(10);
  21.    }
  22.   
  23.   /* Send EEPROM address for write */
  24.   I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
  26.   I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  27.   /* Test on EV6 and clear it */
  28.   while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))
  29.   {
  30.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(11);
  31.    }
  32.    
  33.   /* Clear EV6 by setting again the PE bit */
  34.   I2C_Cmd(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  36.   /* Send the EEPROM's internal address to write to */
  37.   I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, ReadAddr);  
  39.    
  40.   I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  41.   /* Test on EV8 and clear it */
  42.   while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
  43.   {
  44.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(12);
  45.    }
  46.    
  47.   /* Send STRAT condition a second time */  
  48.   I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  49.   
  50.   I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  51.   /* Test on EV5 and clear it */
  52.   while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
  53.   {
  54.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(13);
  55.    }
  56.    
  57.   /* Send EEPROM address for read */
  58.   I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);
  59.   
  60.   I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  61.   /* Test on EV6 and clear it */
  62.   while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED))
  63.   {
  64.     if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(14);
  65.    }
  66.   
  67.   /* While there is data to be read */
  68.   while(NumByteToRead)  
  69.   {
  70.     if(NumByteToRead == 1)
  71.     {
  72.       /* Disable Acknowledgement */
  73.       I2C_AcknowledgeConfig(EEPROM_I2Cx, DISABLE);
  74.       
  75.       /* Send STOP Condition */
  76.       I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  77.     }
  79.     /* Test on EV7 and clear it */   
  80.     I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
  81.    
  82.                 while(I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED)==0)  
  83.                 {
  84.                         if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(3);
  85.                 }
  86.     {      
  87.       /* Read a byte from the EEPROM */
  88.       *pBuffer = I2C_ReceiveData(EEPROM_I2Cx);
  90.       /* Point to the next location where the byte read will be saved */
  91.       pBuffer++;
  92.       
  93.       /* Decrement the read bytes counter */
  94.       NumByteToRead--;        
  95.     }   
  96.   }
  98.   /* Enable Acknowledgement to be ready for another reception */
  99.   I2C_AcknowledgeConfig(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  100.   
  101.     return 1;
  102. }
复制代码


二、AT24C02硬件IIC-HAL库

1、I2C_HandleTypeDef与I2C_InitTypeDef

        硬件IIC就要和I2C的代码打交道了。I2C_HandleTypeDef在stm32f1xx_hal_i2c.h中，重要设置I2C通信速率，I2C模式，SCL时钟线占空比，自身IIC地址，I2C相应使能，I2C寻址模式长度等。
  1. typedef struct
  2. #endif  /* USE_HAL_I2C_REGISTER_CALLBACKS */
  3. {
  4.   I2C_TypeDef                *Instance;      /*!< I2C registers base address               */
  6.   I2C_InitTypeDef            Init;           /*!< I2C communication parameters             */
  8.   uint8_t                    *pBuffPtr;      /*!< Pointer to I2C transfer buffer           */
  10.   uint16_t                   XferSize;       /*!< I2C transfer size                        */
  12.   __IO uint16_t              XferCount;      /*!< I2C transfer counter                     */
  14.   __IO uint32_t              XferOptions;    /*!< I2C transfer options                     */
  16.   __IO uint32_t              PreviousState;  /*!< I2C communication Previous state and mode
  17.                                                   context for internal usage               */
  19.   DMA_HandleTypeDef          *hdmatx;        /*!< I2C Tx DMA handle parameters             */
  21.   DMA_HandleTypeDef          *hdmarx;        /*!< I2C Rx DMA handle parameters             */
  23.   HAL_LockTypeDef            Lock;           /*!< I2C locking object                       */
  25.   __IO HAL_I2C_StateTypeDef  State;          /*!< I2C communication state                  */
  27.   __IO HAL_I2C_ModeTypeDef   Mode;           /*!< I2C communication mode                   */
  29.   __IO uint32_t              ErrorCode;      /*!< I2C Error code                           */
  31.   __IO uint32_t              Devaddress;     /*!< I2C Target device address                */
  33.   __IO uint32_t              Memaddress;     /*!< I2C Target memory address                */
  35.   __IO uint32_t              MemaddSize;     /*!< I2C Target memory address  size          */
  37.   __IO uint32_t              EventCount;     /*!< I2C Event counter                        */
  38. } I2C_HandleTypeDef;
  39. typedef struct
  40. {
  41.   uint32_t ClockSpeed;       /*!< Specifies the clock frequency.
  42.                                   This parameter must be set to a value lower than 400kHz */
  44.   uint32_t DutyCycle;        /*!< Specifies the I2C fast mode duty cycle.
  45.                                   This parameter can be a value of @ref I2C_duty_cycle_in_fast_mode */
  47.   uint32_t OwnAddress1;      /*!< Specifies the first device own address.
  48.                                   This parameter can be a 7-bit or 10-bit address. */
  50.   uint32_t AddressingMode;   /*!< Specifies if 7-bit or 10-bit addressing mode is selected.
  51.                                   This parameter can be a value of @ref I2C_addressing_mode */
  53.   uint32_t DualAddressMode;  /*!< Specifies if dual addressing mode is selected.
  54.                                   This parameter can be a value of @ref I2C_dual_addressing_mode */
  56.   uint32_t OwnAddress2;      /*!< Specifies the second device own address if dual addressing mode is selected
  57.                                   This parameter can be a 7-bit address. */
  59.   uint32_t GeneralCallMode;  /*!< Specifies if general call mode is selected.
  60.                                   This parameter can be a value of @ref I2C_general_call_addressing_mode */
  62.   uint32_t NoStretchMode;    /*!< Specifies if nostretch mode is selected.
  63.                                   This parameter can be a value of @ref I2C_nostretch_mode */
  65. } I2C_InitTypeDef;
复制代码
2、GPIO

        保持为复用开漏输出。
  1.   GPIO_InitStruct.Pin       = I2Cx_SCL_PIN;
  2.   GPIO_InitStruct.Mode      = GPIO_MODE_AF_OD;
  3.   GPIO_InitStruct.Pull      = GPIO_NOPULL;
  4.   GPIO_InitStruct.Speed     = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;
  5.   
  6.   HAL_GPIO_Init(I2Cx_SCL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
  7.    
  8.   /* I2C RX GPIO pin configuration  */
  9.   GPIO_InitStruct.Pin = I2Cx_SDA_PIN;   
  10.   HAL_GPIO_Init(I2Cx_SDA_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);
复制代码
3、数据写入

        可以看到硬件IIC的时序就是必要不断的判定I2C的各类寄存器，例如EV6、EV8等，而非模拟IIC直接判定IO是否拉高、拉低即可。
  1. uint32_t I2C_EE_PageWrite(uint8_t* pBuffer, uint8_t WriteAddr, uint8_t NumByteToWrite)
  2. {
  3.         HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
  4.         /* Write EEPROM_PAGESIZE */
  5.         status=HAL_I2C_Mem_Write(&I2C_Handle, EEPROM_ADDRESS,WriteAddr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t*)(pBuffer),NumByteToWrite, 100);
  7.         while (HAL_I2C_GetState(&I2C_Handle) != HAL_I2C_STATE_READY)
  8.         {
  9.                
  10.         }
  12.         /* Check if the EEPROM is ready for a new operation */
  13.         while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&I2C_Handle, EEPROM_ADDRESS, EEPROM_MAX_TRIALS, I2Cx_TIMEOUT_MAX) == HAL_TIMEOUT);
  15.         /* Wait for the end of the transfer */
  16.         while (HAL_I2C_GetState(&I2C_Handle) != HAL_I2C_STATE_READY)
  17.         {
  18.                
  19.         }
  20.         return status;
  21. }
复制代码
4、数据读取

  1. uint32_t I2C_EE_BufferRead(uint8_t* pBuffer, uint8_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead)
  2. {
  3.         HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
  4.        
  5.         status=HAL_I2C_Mem_Read(&I2C_Handle,EEPROM_ADDRESS,ReadAddr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t *)pBuffer, NumByteToRead,1000);
  7.         return status;
  8. }
复制代码
        可以看到HAL库下会方便一点，做了底层的深度封装，但是这么写，太受制于人了，和时序完全不打交道了。

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