1.什么是I2C？
即“集成电路总线”，一种串行通讯总线，使用多主从架构。有两根通讯线，SCL（时钟线）和SDA（串行数据线）用于连接低速外围设备。
2.特点
同步时钟，半双工通讯；
带数据应答，最快速度5Mbit/s；
支持一主多从，多主多从（同一时刻只能有一台主设备）；
两根通讯线需要外挂上拉电阻（4.7千欧）；
SCL和SDA均配置成开漏输出模式；
利用不同设备的地址进行访问通讯；
3.通讯协议
主节点：产生时钟并发起与从节点的通信；
从节点：接受时钟并响应主节点的寻址；
发送：START + data(7bit addr + 1bit 0W) + data(8bit data) + ... + STOP
1bit ACK 1bit ACK
接收：START + data(7bit addr + 1bit 1R) + data(8bit data) + ... + STOP
1bit ACK 1bit ACK
s:起始位：时钟线为高，数据线由高到低；
设备地址（7位）：用于识别从设备，并进行通信控制；
读写位（1位）：通过设备地址的最低位表示读写方向，例如写操作；
应答信号（1位）：从设备接收到地址后，发送应答信号以确认接受；
寄存器地址（8位）：用于标识具体的寄存器，并通过该指定的寄存器进行的写数据；
应答信号（1位）：确认数据已被正确接收；
要写入的数据（8位）：发送8bit的数据；
应答信号（1位）：确认数据已被正确接收；
停止位（1位）：如果不需要进行通信，则发出停止标志：SCL为高，SDA由低电平到高电平
I2C的功能
iic.c
/*
IIC1 SCL PB8 SDA PB9
(#) Enable peripheral clock using RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2Cx, ENABLE)
function for I2C1, I2C2 or I2C3.
(#) Enable SDA, SCL and SMBA (when used) GPIO clocks using
RCC_AHBPeriphClockCmd() function.
(#) Peripherals alternate function:
(++) Connect the pin to the desired peripherals' Alternate
Function (AF) using GPIO_PinAFConfig() function
(++) Configure the desired pin in alternate function by:
GPIO_InitStruct->GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF
(++) Select the type, pull-up/pull-down and output speed via
GPIO_PuPd, GPIO_OType and GPIO_Speed members
(++) Call GPIO_Init() function
Recommended configuration is Push-Pull, Pull-up, Open-Drain.
Add an external pull up if necessary (typically 4.7 KOhm).
(#) Program the Mode, duty cycle , Own address, Ack, Speed and Acknowledged
Address using the I2C_Init() function.
(#) Optionally you can enable/configure the following parameters without
re-initialization (i.e there is no need to call again I2C_Init() function):
(++) Enable the acknowledge feature using I2C_AcknowledgeConfig() function
(#) Enable the NVIC and the corresponding interrupt using the function
I2C_ITConfig() if you need to use interrupt mode.
(#) Enable the I2C using the I2C_Cmd() function.
*/
#include "iic.h"
#include "systick"
void iic_Init()
{
// 1. 使能adc1时钟
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);
// 2. 配置GPIO
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB, ENABLE);
// 将PB8/9复用为IIC引脚
GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource8, GPIO_AF_I2C1);
GPIO_PinAFConfig(GPIOB, GPIO_PinSource9, GPIO_AF_I2C1);
// 配置GPIO模式 输出类型 ...
GPIO_InitTypeDef gpio;
// 设置配置的引脚
gpio.GPIO_Pin = GPIO_Pin_8 | GPIO_Pin_9;
// 设置为复用模式
gpio.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
// 设置为开漏输出
gpio.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
// 设置上下拉
gpio.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
// 设置gpio输出速率
gpio.GPIO_Speed = GPIO_Low_Speed;
GPIO_Init(GPIOB, &gpio);
// 3. 配置IIC
I2C_InitTypeDef i2c1;
// 设置I2C时钟速率 不超过400Khz -- AT24C02 工作在400Khz频率下
i2c1.I2C_ClockSpeed = 100000;
i2c1.I2C_ClockSpeed = 400000;
// 设置IIC模式 为IIC模式
i2c1.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
// 设置快速模式下的时钟的占空比
i2c1.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_16_9;
// 设置IIC设备地址 主模式下用处不大
i2c1.I2C_OwnAddress1 = 0x14;
// 设置ACK自动应答 禁止
i2c1.I2C_Ack = I2C_Ack_Disable;
// 设置地址长度的应答 即指定自身地址长度
i2c1.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
I2C_Init(I2C1, &i2c1);
// 4. 使能IIC
I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
}
uint8_t EEPROM_Random_ReadByte(uint8_t ByteAddr)
{
// 总线是否空闲
while( I2C_GetFlagStatus( I2C1, I2C_FLAG_BUSY ) == SET );
//EEPROM是否在写周期内
if ( EEPROM_Twr() == 0 )
{
/*
1. 起始信号
wait EV5事件发生
2. 器件地址 + W
wait EV6事件发生 DR寄存器可以写入
3. 字地址
wait EV8_2事件的结束
4. SR 起始信号
wait EV5
5. 器件地址 + R
wait EV6
wait EV7 RxNE 接收寄存器不为空
6. EEPROM -data-》IIC ---> I2C1 ---> DR
7. 停止信号
*/
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
// 1.1 等待事件5的发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) == ERROR );
// 2. 发送器件地址 + 操作命令
I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0xA0, I2C_Direction_Transmitter);
// 2.1 等待事件6的发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) == RESET );
// 3. 发送字节地址
I2C_SendData(I2C1, ByteAddr);
// 3.1 等待事件8_2的发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) == RESET );
// 重复起始信号
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) == RESET );
// 2. 发送器件地址 + 操作命令
I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0xA0, I2C_Direction_Receiver);
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED) == RESET );
// 等待有数据可读
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED) == RESET );
uint8_t temp = I2C_ReceiveData(I2C1);
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
return temp;
}
return -1;
}
// 随机向EEPROM 写入一个字节的数据
uint8_t EEPROM_Random_WriteByte(uint8_t ByteAddr, uint8_t data)
{
// 0. 前提 是 总线空闲 && EEPROM 不是 写周期时间内
// 等待总线空闲
while( I2C_GetFlagStatus( I2C1, I2C_FLAG_BUSY ) == SET );
// 判断是否在写周期内
if ( EEPROM_Twr() == 0 )
{
// 1. 发送起始信号
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
// 1.1 等待事件5的发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) == RESET );
// 2. 发送器件地址 + 操作命令
I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0xA0, I2C_Direction_Transmitter);
// 2.1 等待事件6的发生 ADDR == 1 地址已发送 --- 事件8 TxE == 1 发送数据寄存器为空
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) == RESET );
// 3. 发送字节地址
I2C_SendData(I2C1, ByteAddr);
// 3.1 等待事件8的发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING) == RESET );
// 4. 发送要写的数据
I2C_SendData(I2C1, data);
// 4.1 等待事件8_2的发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) == RESET );
// 5. 发送结束信号
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
}
}
// 测试 EEPROM 是否在内部写周期
uint8_t EEPROM_Twr()
{
/* 测试EEPROM 是否不再写周期内：
测试方式为应答查询：向EEPROM发送 Start + addr+r/w 看他是否有应答
有应答则为空闲
无应答则说明在写周期内
*/
// 只发送20次查询
uint32_t times = 500;
uint32_t delay = 1000;
while ( times )
{
delay = 1000;
// 1. 发送起始位
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
// 1.1 等待EV5发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) == RESET );
// 2. 发送地址 + R/W
// 发送设备地址 0xA0 并且指定读/写
I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0xA0, I2C_Direction_Transmitter);
// 2.0 保证地址数据已经发送到总线 --- EV6/EV8
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) != SET && --delay )
// //if ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) == SET )
{
delayUs(1);
}
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
if ( delay )
return 0;
else
times--;
}
// == 0 还在写周期内
return -1;
}
void EEPROM_WritePage(uint8_t ByteAddr, char data[], uint8_t dataLen)
{
// 0. 前提 是 总线空闲 && EEPROM 不是 写周期时间内
// 等待总线空闲
while( I2C_GetFlagStatus( I2C1, I2C_FLAG_BUSY ) == SET );
// 判断是否在写周期内
if ( EEPROM_Twr() == 0 )
{
// 1. 发送起始信号
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
// 1.1 等待事件5的发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT) == RESET );
// 2. 发送器件地址 + 操作命令
I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0xA0, I2C_Direction_Transmitter);
// 2.1 等待事件6的发生 ADDR == 1 地址已发送 --- 事件8 TxE == 1 发送数据寄存器为空
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED) == RESET );
// 3. 发送字节地址
I2C_SendData(I2C1, ByteAddr);
// 3.1 等待事件8的发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING) == RESET ) ;
// 4. 发送要写的数据
int i = 0;
for(i=0;i<dataLen;i++)
{
I2C_SendData(I2C1, data);
// 4.1 等待事件8的发生
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTING) == RESET );
}
//事件8_2发生就停止发送
while ( I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) == RESET );
// 5. 发送结束信号
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
}
}
/*
实现向EEPROM写任意的字节数，并且可以写到任意的位置
*/
void EEPROM_WriteBytes(uint8_t ByteAddr, char data[], uint8_t dataLen)
{
// 记录页地址
uint8_t PageAddr = ByteAddr & 0xF8;
// 记录页内地址偏移
uint8_t PageByteAddr = ByteAddr & 0x07;
// 表示当前待写入的字节数
uint8_t WriteCnt = 0;
// 等待总线空闲
while( I2C_GetFlagStatus( I2C1, I2C_FLAG_BUSY ) == SET );
// 判断是否在写周期内
if ( EEPROM_Twr() == 0 )
{
// 判断这个地址是当页的第多少个字节 --- 这一页还可以写多少个字节
WriteCnt = (8-PageByteAddr) > dataLen ? dataLen : (8-PageByteAddr) ;
dataLen -= WriteCnt;
EEPROM_WritePage(ByteAddr , data, WriteCnt);
data += WriteCnt;
// 判断剩余的待写入的字节数 >= 8 === 》 页写
while ( dataLen >= 8 )
{
// +8 即为下一页
PageAddr += 8;
EEPROM_WritePage( PageAddr , data, 8);
// 数据长度 -8
dataLen -= 8;
// 数组偏移 +8
data += 8;
}
// 直接在最后一页写入剩余字节数
EEPROM_WritePage( PageAddr+8 , data, dataLen);
}
}
iic.h
#ifndef IIC_H
#define IIC_H
#include "stm32f4xx.h"
#define PAGEBITS (3)
#define EEPROM_PAGE0 (0<<PAGEBITS)
#define EEPROM_PAGE1 (1<<PAGEBITS)
#define EEPROM_PAGE2 (2<<PAGEBITS)
#define EEPROM_PAGE3 (3<<PAGEBITS)
#define EEPROM_PAGE4 (4<<PAGEBITS)
void iic_Init();
uint8_t EEPROM_Random_ReadByte(uint8_t ByteAddr);
uint8_t EEPROM_Random_WriteByte(uint8_t ByteAddr, uint8_t data);
void EEPROM_WritePage(uint8_t ByteAddr, char data[], uint8_t dataLen);
void EEPROM_WriteBytes(uint8_t ByteAddr, char data[], uint8_t dataLen);
uint8_t EEPROM_Twr();
#endif /* iic.h */
————————————————
版权声明：本文为博主原创文章，遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议，转载请附上原文出处链接和本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/2301_77732216/article/details/143236817
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