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stm32-模拟IIC读写EEPROM实验(寄存器版)

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楼主
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:42 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
IIC驱动编写
单片机：STM32F103VET6

IIC引脚：SCL:PB6 SDA:PB7

USART串口部分略过，参照：https://blog.csdn.net/staypt/article/details/129131822?spm=1001.2014.3001.5502

本文部分代码参考野火STM32模拟IIC例程进行修改

SCL与SDA引脚的高低电平由BSRR和BRR寄存器控制：

#define SCL_1     SET_BIT(GPIOB->BSRR,1<<6)
#define SCL_0     SET_BIT(GPIOB->BRR,1<<6)
#define SDA_1     SET_BIT(GPIOB->BSRR,1<<7)
#define SDA_0     SET_BIT(GPIOB->BRR,1<<7)

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沙发
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:42 | 只看该作者
延迟函数
延迟函数由逻辑分析仪分析计算获得，这里使用野火例程中计算好的延迟函数循环：

/****延迟函数*******/
static void i2c_Delay(void)
{
    uint8_t i;

    /*　
         下面的时间是通过逻辑分析仪测试得到的。
    工作条件：CPU主频72MHz ，MDK编译环境，1级优化
  
        循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz
        循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us
         循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us
    */
    for (i = 0; i < 10; i++);
}

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板凳
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:42 | 只看该作者
开始与停止
由IIC时序图，获得开始信号与停止信号时序：
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/******起始信号******/

void i2c_start(void)

{

    SDA_1;

    SCL_1;

    i2c_Delay();

    SDA_0;

    i2c_Delay();

    SCL_0;

    i2c_Delay();

}

 

 

/******停止信号******/

void i2c_stop(void)

{

    SDA_0;

    SCL_1;

    i2c_Delay();

    SDA_1;

}





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地板
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:43 | 只看该作者
读取与发送数据
读取与发送数据：


/******发送数据******/
void i2c_sendbyte(uint8_t Sbyte)
{
    uint8_t i;
    for(i=0;i<8;i++)//每个字节八位，每次发送一个字节，高位到低位
    {
        if(Sbyte & 0x80)//发送从左到右，使用0x80判断最高位
        {
            SDA_1;
        }
        else
        {
            SDA_0;
        }
        i2c_Delay();
        SCL_1;
        i2c_Delay();
        SCL_0;
        if(i==7)
        {
            SDA_1;//释放总线给从机设置ack应答
        }
        Sbyte<<=1;
        i2c_Delay();
    }
}


/******读取数据******/
uint8_t i2c_readbyte(void)
{
    uint8_t values;
    uint8_t i;
    values=0;
    for(i=0;i<8;i++)
    {
        values<<=1;//第一位为读写位，略过。
        SCL_1;
        i2c_Delay();
        if(READ_BIT(GPIOB->IDR,GPIO_Pin_7))//这里读取IDR寄存器来读取SDA口线
        {
         values++;
        }
        SCL_0;
        i2c_Delay();
    }
    return values;
}

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5楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:43 | 只看该作者
ACK应答信号
应答信号：


/******产生应答信号*******/
void i2c_ack(void)
{
    SDA_0;
   
    i2c_Delay();
    SCL_1;
    i2c_Delay();
    SCL_0;
    i2c_Delay();
   
    SDA_1;//释放总线
   
   
}


/******产生NOACK应答信号******/
void i2c_noack(void)
{
    SDA_1;
    i2c_Delay();
   
    SCL_1;
    i2c_Delay();
   
    SCL_0;
    i2c_Delay();
   
}


/*****等待ack应答信号******/
uint8_t waitack(void)
{
    uint8_t re;
    SDA_1;//释放总线信号给从机
    i2c_Delay();
   
    SCL_1;
    i2c_Delay();
   
    if(READ_BIT(GPIOB->IDR,GPIO_Pin_7))
    {
        re=1;
    }
    else
    {
        re=0;
    }
    SCL_0;
    i2c_Delay();
    return re;
}

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6楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:43 | 只看该作者
引脚初始化
引脚初始化：
复制
/****引脚初始化*****/

void i2c_gpio_init(void)

{

    SET_BIT(RCC->APB2ENR,RCC_APB2ENR_IOPBEN);//开GPIOB时钟

    /***IIC总线使用开漏输出，低电平时输出高阻态，保护电路*****/

  GPIOB->CRL=0x00;

    

    SET_BIT(GPIOB->CRL,(7<<28));//SDA,开漏输出

    SET_BIT(GPIOB->CRL,(7<<24));//SCL，开漏输出

    i2c_stop();//复位

}

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7楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:43 | 只看该作者
到这里，IIC驱动已经完成，下面是使用模拟IIC协议对EEPROM进行读写。

读写EEPROM
在IIC总线上的每个设备都有一个独立的地址，当主机发起IIC通讯的时候，会通过发送设备地址来查找从机，当发送设备地址+读/写信号后，从机回应一个ACK信号，表示搜索到从机，可以进行通讯。

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8楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:44 | 只看该作者
AT24C02介绍
本次实验使用的EEPROM为AT24C02，其固定地址为1010A2A1A0，其中前四位1010是固定的，A2,A1,A0由EEPROM的1,2,3引脚决定，这里将1,2,3管脚全部设置为低电平，因此EEPROM的地址就为：1010 000，转换成16进制为0X50，此时加上读写位：0（写方向），1（读方向）。这里使用写方向，因此发送的八位地址为1010 0000，即0XA0

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9楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:44 | 只看该作者
EEPROM读取数据
读取数据主要流程：开始信号->发送设备地址+写信号(用于写EEPROM需要读取的内部存储位置)->发送EEPROM需要读取位置的地址->重新发送开始信号->发送设备地址+读信号->读取数据->结束信号

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10楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:44 | 只看该作者
void ee_readbytes(uint8_t *rbuf,uint16_t ee_adderss,uint16_t ee_size)
{

    uint16_t i;
   
    i2c_start();//向iic总线发出启动信号
   
    i2c_sendbyte(0xa0 | 0);//发送设备地址和写信号

        if (waitack() != 0)
    {
        goto cmd_fail;    /* EEPROM器件无应答 */
    }
   
    i2c_sendbyte(ee_adderss);//发送eeprom内部子地址
   

            if (waitack() != 0)
    {
        goto cmd_fail;    /* EEPROM器件无应答 */
    }
   
   
    i2c_start();//重新发送启动信号，开始读数据
   
  i2c_sendbyte(0xa0 | 1);//发送设备地址和读信号
   

            if (waitack() != 0)
    {
        goto cmd_fail;    /* EEPROM器件无应答 */
    }
   
   
    for(i=0;i<ee_size;i++)
    {
        rbuf[i]=i2c_readbyte();//循环读取eeprom数据
        
        if(i != ee_size - 1)
        {
            i2c_ack();//每读取一个字节，发送一次ack应答信号
        }
        else
        {
            i2c_noack();//读取完毕后产生非应答信号
        }
    }
   
    i2c_stop();//读取完成后关闭iic
    cmd_fail: /* 命令执行失败 发送I2C总线停止信号 */
    i2c_stop();
   
}

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11楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:44 | 只看该作者
EEPROM写入数据
过程：开始信号->设备地址+写信号->EEPROM内部地址->开始信号->写入数据->结束信号
复制
/******从eeprom中写入数据*******/

void ee_writebyte(uint8_t *wbuf,uint16_t ee_adderss,uint16_t ee_size)

{

    

 

    uint16_t i;

 

        if (i == 0)

        {

            /*　第０步：发停止信号，启动内部写操作　*/

            i2c_stop();

        }

        

    i2c_start();//发送开始信号

 

    i2c_sendbyte(0xa0 | 0);//寻找设备地址和写操作

    

    if (waitack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;    /* EEPROM器件无应答 */

    }

    

    i2c_sendbyte(ee_adderss);//发送eeprom内部地址

    

  if (waitack() != 0)

    {

        goto cmd_fail;    /* EEPROM器件无应答 */

    }

    

        i2c_start();//重新发送启动信号

    

    

    for(i=0;i<ee_size;i++)

    {

        i2c_sendbyte(wbuf[i]);//开始写入数据

//        

 

        if(i != ee_size-1)

        {

            if (waitack() != 0)

                {

                    goto cmd_fail;    /* EEPROM器件无应答 */

                }

        }

        

    }

 

 

    i2c_stop();//写入完成后发送I2C总线停止信号

    

    

    

        cmd_fail: 

    i2c_stop();

}

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12楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:44 | 只看该作者
填充写入缓存数组
    for(i=0;i<ee_sizeof;i++)
    {
        wbuf[i]=i;
    }

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13楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:44 | 只看该作者
简单延迟函数
EEPROM写入后需要等待一定时间的延迟，让EEPROM完成内部操作

static void ee_Delay(uint32_t count)     //¼òµ¥µÄÑÓʱº¯Êý
{
    for(; count != 0; count--);
}

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14楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:44 | 只看该作者
主函数
复制
#define ee_sizeof   256

 

int main(void)

{

    uint8_t wbuf[ee_sizeof];

    uint8_t rbuf[ee_sizeof];

    uint16_t i;

 

    i2c_gpio_init();

    USART_GPIO_INIT();

 

    for(i=0;i<ee_sizeof;i++)

    {

        wbuf[i]=i;

    }

 

        ee_writebyte(wbuf,0,ee_sizeof);

        ee_Delay(0x0fffff);

        ee_readbytes(rbuf,0,ee_sizeof);

   

        for(i=0;i<ee_sizeof;i++)

        {

            printf(" %02X", rbuf[i]);

        if ((i & 15) == 15)

        {

            printf("\r\n");    

        }        

        }

    while(1);

        

}

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15楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:45 | 只看该作者
实验结果
实验能够正常收发数据，实验通过。

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16楼
为你转身|  楼主 | 2023-11-20 22:45 | 只看该作者
实验过程中遇到的一些问题和需要注意的地方：

IIC的引脚必须配置为开漏输出，当输出低电平时，需要为高阻态，否则会损坏设备，具体原理参考IIC协议硬件部分

读写EEPROM过程中需要理解好IIC总线工作模式，每发送一次数据需要等待一次ACK应答信号

需要明确不同EEPROM的空间大小。

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17楼
帛灿灿| | 2024-7-11 07:27 | 只看该作者

让电子产品电路免受瞬态雷击浪涌与ESD静电的损害。

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18楼
周半梅| | 2024-7-11 10:26 | 只看该作者

不打坏仪器内部

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19楼
Pulitzer| | 2024-7-11 11:29 | 只看该作者

具体采用灌封胶的种类的性能参数，主要看对电源模块的灌封用的胶的要求

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20楼
童雨竹| | 2024-7-11 13:25 | 只看该作者

不影响线路正常工作

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