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[STM32F1] VSCODE STM32 裸机之I2C总线 AT24C02

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 楼主| zero949079783 发表于 2021-11-21 16:14 | 显示全部楼层 |阅读模式
I2C总线, STM32, at24c02, vscode, AD, TE
本帖最后由 zero949079783 于 2021-11-21 16:32 编辑

开发环境：VSCODE(gcc编译链)+STM32CubeMX(也可以使用HUAWEI-LiteOS-Studio) 。
代码：链接：https://pan.baidu.com/s/1uXfIR0GFQOBZPl1NfQP08w  
提取码：6b0c


1.png
Master  features  主模式特性

I2C Speed Mode： IIC模式设置 快速模式和标准模式。实际上也就是速率的选择。

I2C Clock Speed：I2C传输速率，默认为100KHz

Slave  features  从模式特性

Clock No Stretch Mode： 时钟没有扩展模式

IIC时钟拉伸(Clock stretching)
clock stretching通过将SCL线拉低来暂停一个传输.直到释放SCL线为高电平,传输才继续进行.clock stretching是可选的,实际上大多数从设备不包括SCL驱动,所以它们不能stretch时钟.
Primary Address Length selection： 从设备地址长度 设置从设备的地址是7bit还是10bit 大部分为7bit
-Dual Address Acknowledged： 双地址确认

Primary slave address：  从设备初始地址

stm32f4xx_hal_i2c.c文件：
1、HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_IsDeviceReady(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint32_t Trials, uint32_t Timeout)  //  Checks if target device is ready for communication.


eg：
    //检查设备是否准备好，地址检查，次数超时
    status=HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, ADDRESS_W, 10, HAL_MAX_DELAY);

2、HAL_I2C_StateTypeDef HAL_I2C_GetState(I2C_HandleTypeDef *hi2c)  //Return the I2C handle state. 总线工作状态

eg：        
     //检查总线是否准备好
      flag=HAL_I2C_GetState(&hi2c1);

3、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)   //Write an amount of data in blocking mode to a specific memory address

eg:
//发送写寄存器命令
HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDRESS_W, MPU_PWR_MGMT1_REG, 1, &pdata, 1, HAL_MAX_DELAY);

4、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)  
// Read an amount of data in blocking mode from a specific memory address  MemAddSize 只能填1or2，代表8位或者16位，size代表uint16_t。

eg:
//读取寄存器命令
HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, ADDRESS_R, MPU_DEVICE_ID_REG, 1, &pdata, 1, HAL_MAX_DELAY);

#define I2C_MEMADD_SIZE_8BIT            0x00000001U  ，上边的1代表的是8bit。
#define I2C_MEMADD_SIZE_16BIT           0x00000010U

HAL库硬件I2C写数据:
A_HAL库硬件IIC写数据.png
复制
  1. /**
    

  2.  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]        AT24C02任意地址写入一个字节
    

  3.  * @param        addr —— 写数据的地址（0-255）
    

  4.  * @param        dat  —— 存放写入数据的地址
    

  5.  * @param             size ：数据长度
    

  6.  * @retval        成功 —— HAL_OK
    

  7. */
    

  8. uint32_t AT24C02_Write_Data(uint16_t addr,uint8_t dat)
    

  9. {
    

  10.     HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
    

  11.     status = HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,AT24C02_READ_ADD,addr,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&dat,1,100);
    

  12.     // if(status != HAL_OK)
    

  13.         // {
    

  14.         // /* Execute user timeout callback */
    

  15.         // }
    


  16. 

  17.     while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY) //总线超时检测
    

  18.         {
    

  19.                 
    

  20.         }
    


  21. 

  22.     /*****************************************************************
    

  23.      检查设备是否准备好，地址检查，次数超时 ,必须加入，否则总线会写进去数据  
    

  24.     *****************************************************************/
    

  25.     while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, AT24C02_READ_ADD, 300, 300) == HAL_TIMEOUT)    
    

  26.     {
    


  27. 

  28.     }
    


  29. 

  30.         // /* Wait for the end of the transfer */
    

  31.         while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)//总线超时检测
    

  32.         {
    

  33.                 
    

  34.         }
    

  35.         return status;
    

  36. }

HAL库硬件I2C读数据:
A_HAL库硬件IIC读数据.png
复制
  1. /**
    

  2.  * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]        AT24C02任意地址读多个字节数据
    

  3.  * @param        addr —— 读数据的地址（0-255）
    

  4.  * @param        read_buf —— 存放读取数据的地址
    

  5.  * @param        size ：数据长度
    

  6.  * @retval        成功 —— HAL_OK
    

  7. */
    

  8. uint32_t  AT24C02_Read_Byte(uint8_t addr, uint8_t *read_buf,uint16_t size)
    

  9. {
    

  10.     HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
    

  11.         
    

  12.         status = HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1,AT24C02_READ_ADD,addr,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,read_buf,size,0xFFFF);
    


  13. 

  14.         return status;
    

  15. }


HAL库模拟IIC写数据：
B_HAL库模拟IIC写数据.png
复制
  1. void AT24C02_Write_Data(uint8_t Addr,uint8_t Data){
    

  2.         
    

  3.         /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */
    

  4.         I2C_Start();
    

  5.         /* 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 */
    

  6.         I2C_Write_Byte(AT24C02_WRITE_ADD);
    

  7.         /* 第3步：等待ACK */
    

  8.         I2C_Wirte_Ack();
    

  9.         /* 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 */
    

  10.         I2C_Write_Byte(Addr);
    

  11.          /* 第5步：等待ACK */
    

  12.         I2C_Wirte_Ack();
    

  13.         /* 第6步：开始写入数据 */
    

  14.         I2C_Write_Byte(Data);
    

  15.         /* 第7步：发送ACK */
    

  16.         I2C_Wirte_Ack();
    

  17.         /* 发送I2C总线停止信号 */
    

  18.         I2C_Stop();
    

  19.         delay_ms(5);
    

  20. }

HAL库模拟IIC读数据：
B_HAL库模拟IIC读数据.png
复制
  1. uint8_t AT24C02_Read_Data(uint8_t Addr)
    

  2. {
    

  3.         uint8_t Data;
    

  4.         /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */
    

  5.         I2C_Start();
    

  6.          /* 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 */
    

  7.         I2C_Write_Byte(AT24C02_WRITE_ADD);
    

  8.         /* 第3步：等待ACK */
    

  9.         I2C_Wirte_Ack();
    

  10.         /* 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 */
    

  11.         I2C_Write_Byte(Addr);
    

  12.          /* 第5步：等待ACK */
    

  13.         I2C_Wirte_Ack();
    

  14.   /* 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 */
    

  15.         I2C_Start();
    

  16.          /* 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 */
    

  17.         I2C_Write_Byte(AT24C02_READ_ADD);
    

  18.         /* 第8步：发送ACK */
    

  19.         I2C_Wirte_Ack();
    

  20.         
    

  21.         /* 第9步：读取数据 */
    

  22.         Data=I2C_Read_Data();
    

  23.          /* 第10步：发送ACK */
    

  24.         I2C_Wirte_Ack();
    

  25.         /* 发送I2C总线停止信号 */
    

  26.         I2C_Stop();
    


  27. 

  28.         return Data;
    

  29. }


标准库模拟IIC写数据：
C_标准库模拟IIC写数据.png
复制
  1. void AT24C02_Write_Data(uint8_t Addr,uint8_t Data){
    

  2.         
    

  3.         /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */
    

  4.         I2C_Start(); 
    

  5.         /* 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 */
    

  6.         I2C_Write_Byte(AT24C02_WRITE_ADD);/* 此处是写指令 */
    

  7.         /* 第3步：发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */
    

  8.         I2C_Wirte_Ack();
    

  9.         /* 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 */
    

  10.         I2C_Write_Byte(Addr);
    

  11.                 /* 第5步：等待ACK */
    

  12.         I2C_Wirte_Ack();
    

  13.         /* 第6步：开始写入数据 */
    

  14.         I2C_Write_Byte(Data);
    

  15.         /* 第7步：发送ACK */
    

  16.         I2C_Wirte_Ack();
    

  17.         /* 命令执行成功，发送I2C总线停止信号 */
    

  18.         I2C_Stop();
    

  19.         //写完入后延时
    

  20.         delay_ms(5);
    

  21. }

标准库模拟IIC读数据：
C_标准库模拟IIC读数据.png
复制
  1. uint8_t AT24C02_Read_Data(uint8_t Addr)
    

  2. {
    

  3.         uint8_t Data;
    

  4.         
    

  5.         /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */
    

  6.         I2C_Start();
    

  7.         /* 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 */
    

  8.         I2C_Write_Byte(AT24C02_WRITE_ADD);
    

  9.         /* 第3步：等待ACK */
    

  10.         I2C_Wirte_Ack();
    

  11.         /* 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 */
    

  12.         I2C_Write_Byte(Addr);
    

  13.         /* 第5步：等待ACK */
    

  14.         I2C_Wirte_Ack();
    


  15. 

  16.         /* 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 */
    

  17.         I2C_Start();
    

  18.         /* 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 */
    

  19.         I2C_Write_Byte(AT24C02_READ_ADD);/* 此处是读指令 */
    

  20.         /* 第8步：发送ACK */
    

  21.         I2C_Wirte_Ack();
    

  22.         /* 第9步：读取数据 */
    

  23.         Data=I2C_Read_Data();
    

  24.         /* 第8步：发送ACK */
    

  25.         I2C_Wirte_Ack();
    

  26.         /* 命令执行成功，发送I2C总线停止信号 */
    

  27.         I2C_Stop();
    

  28.         
    

  29.         
    

  30.         return Data;
    

  31. }



标准库硬件IIC写数据：
D_标准库硬件IIC写数据.png
复制
  1. <blockquote>/**


标准库硬件IIC读数据：
D_标准库硬件IIC读数据.png
复制
  1. /**
    

  2.   * [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url]   I2C读多个字节
    

  3.         *        @param                device_addr        :设备地址
    

  4.         * @param           addr :地址
    

  5.         *        @param    data ：数据                     
    

  6.         *        @param          size ：数据长度
    

  7.   *                [url=home.php?mod=space&uid=2817080]@ARG[/url] 
    

  8.   * @retval 
    

  9.   */
    

  10. uint32_t I2C_Read_Data(uint8_t device_addr,uint8_t addr,uint8_t *data,uint16_t size){
    

  11.         
    

  12.         //第一次起始信号
    

  13.         I2C_GenerateSTART(I2C1,ENABLE );        //起始信号
    

  14.         
    

  15.         TimeOut = I2CTIME; //超时检测时间
    

  16.         while(I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT ) == ERROR)         //EV5事件
    

  17.         {
    

  18.                 if(TimeOut-- == 0)        // 防卡死 超时检测时间
    

  19.                 {
    

  20.                         return 0;
    

  21.                 }
    

  22.         }
    

  23.         
    

  24.         //EV5事件被检测到，发送设备地址
    

  25.         I2C_Send7bitAddress(I2C1,device_addr,I2C_Direction_Transmitter);//设备地址，写入模式
    

  26.         
    

  27.         TimeOut = I2CTIME; //超时检测时间
    

  28.         while(I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) == ERROR)         //写数据EV6事件
    

  29.         {
    

  30.                 if(TimeOut-- == 0)        // 防卡死 超时检测时间
    

  31.                 {
    

  32.                         return 0;
    

  33.                 }
    

  34.         }
    

  35.         
    

  36.         //EV6事件被检测到，发送要操作的存储单元地址
    

  37.         I2C_SendData(I2C1,addr);         //地址
    

  38.         
    

  39.         TimeOut = I2CTIME; //超时检测时间
    

  40.         while(I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING) == ERROR)         //写数据EV8事件        
    

  41.         {
    

  42.                 if(TimeOut-- == 0)        // 防卡死 超时检测时间
    

  43.                 {
    

  44.                         return 0;
    

  45.                 }
    

  46.         }
    

  47.         
    


  48. 

  49.         //第二次起始信号
    

  50.         
    

  51.         I2C_GenerateSTART(I2C1,ENABLE );        //起始信号
    

  52.         
    

  53.         TimeOut = I2CTIME; //超时检测时间
    

  54.         while(I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT ) == ERROR)         //EV5事件
    

  55.         {
    

  56.                 if(TimeOut-- == 0)        // 防卡死 超时检测时间
    

  57.                 {
    

  58.                         return 0;
    

  59.                 }
    

  60.         }
    

  61.         
    

  62.         //EV5事件被检测到，发送设备地址
    

  63.         I2C_Send7bitAddress(I2C1,EEPROM_I2C_ADDR,I2C_Direction_Receiver);//读入模式
    

  64.         
    

  65.         while(size){
    

  66.                 
    

  67.                 if(size==1){
    

  68.                                 
    

  69.                                 //接收最后一个字节
    

  70.                                 I2C_AcknowledgeConfig(I2C1,DISABLE);                
    

  71.                         }
    

  72.                                 TimeOut = I2CTIME; //超时检测时间
    

  73.                                 while(I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED  ) == ERROR)         //读数据EV7事件
    

  74.                                 {
    

  75.                                         if(TimeOut-- == 0)        // 防卡死 超时检测时间
    

  76.                                         {
    

  77.                                                 return 0;
    

  78.                                         }
    

  79.                                 }        
    

  80.                         
    

  81.                         //EV7事件被检测到时，数据寄存器有新的有效数据
    

  82.                         *data = I2C_ReceiveData(I2C1);
    

  83.                         data++; //下一个数据
    

  84.                         size--;
    

  85.                 }
    

  86.                 
    

  87.                 
    

  88.                         
    

  89.         //数据传输完成
    

  90.         I2C_GenerateSTOP(I2C1,ENABLE);
    

  91.         //I2C_AcknowledgeConfig(I2C1,ENABLE); //重新配置ACK使能，以便下次通讯
    

  92.         return 1;        
    

  93. }



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