一、IIC總線協議介紹(掌握)
二、AT24C02介紹(了解)
三、AT24C02讀寫時序(掌握)
四、AT24C02驅動步驟(掌握)
五、編程實戰(掌握)
myiic.c
#include "./BSP/IIC/myiic.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"/*** @brief 初始化IIC* @param 無* @retval 無*/
void iic_init(void)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;IIC_SCL_GPIO_CLK_ENABLE(); /* SCL引腳時鐘使能 */IIC_SDA_GPIO_CLK_ENABLE(); /* SDA引腳時鐘使能 */gpio_init_struct.Pin = IIC_SCL_GPIO_PIN;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; /* 推挽輸出 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; /* 上拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; /* 高速 */HAL_GPIO_Init(IIC_SCL_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);/* SCL */gpio_init_struct.Pin = IIC_SDA_GPIO_PIN;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; /* 開漏輸出 */HAL_GPIO_Init(IIC_SDA_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);/* SDA *//* SDA引腳模式設置,開漏輸出,上拉, 這樣就不用再設置IO方向了, 開漏輸出的時候(=1), 也可以讀取外部信號的高低電平 */iic_stop(); /* 停止總線上所有設備 */
}/*** @brief IIC延時函數,用于控制IIC讀寫速度* @param 無* @retval 無*/
static void iic_delay(void)
{delay_us(2); /* 2us的延時, 讀寫速度在250Khz以內 */
}/*** @brief 產生IIC起始信號* @param 無* @retval 無*/
void iic_start(void)
{IIC_SDA(1);IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SDA(0); /* START信號: 當SCL為高時, SDA從高變成低, 表示起始信號 */iic_delay();IIC_SCL(0); /* 鉗住I2C總線,準備發送或接收數據 */iic_delay();
}/*** @brief 產生IIC停止信號* @param 無* @retval 無*/
void iic_stop(void)
{IIC_SDA(0); /* STOP信號: 當SCL為高時, SDA從低變成高, 表示停止信號 */iic_delay();IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SDA(1); /* 發送I2C總線結束信號 */iic_delay();
}/*** @brief 等待應答信號到來* @param 無* @retval 1,接收應答失敗* 0,接收應答成功*/
uint8_t iic_wait_ack(void)
{uint8_t waittime = 0;uint8_t rack = 0;IIC_SDA(1); /* 主機釋放SDA線(此時外部器件可以拉低SDA線) */iic_delay();IIC_SCL(1); /* SCL=1, 此時從機可以返回ACK */iic_delay();while (IIC_READ_SDA) /* 等待應答 */{waittime++;if (waittime > 250){iic_stop();rack = 1;break;}}IIC_SCL(0); /* SCL=0, 結束ACK檢查 */iic_delay();return rack;
}/*** @brief 產生ACK應答* @param 無* @retval 無*/
void iic_ack(void)
{IIC_SDA(0); /* SCL 0 -> 1 時 SDA = 0,表示應答 */iic_delay();IIC_SCL(1); /* 產生一個時鐘 */iic_delay();IIC_SCL(0);iic_delay();IIC_SDA(1); /* 主機釋放SDA線 */iic_delay();
}/*** @brief 不產生ACK應答* @param 無* @retval 無*/
void iic_nack(void)
{IIC_SDA(1); /* SCL 0 -> 1 時 SDA = 1,表示不應答 */iic_delay();IIC_SCL(1); /* 產生一個時鐘 */iic_delay();IIC_SCL(0);iic_delay();
}/*** @brief IIC發送一個字節* @param data: 要發送的數據* @retval 無*/
void iic_send_byte(uint8_t data)
{uint8_t t;for (t = 0; t < 8; t++){IIC_SDA((data & 0x80) >> 7); /* 高位先發送 */iic_delay();IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SCL(0);data <<= 1; /* 左移1位,用于下一次發送 */}IIC_SDA(1); /* 發送完成, 主機釋放SDA線 */
}/*** @brief IIC讀取一個字節* @param ack: ack=1時,發送ack; ack=0時,發送nack* @retval 接收到的數據*/
uint8_t iic_read_byte(uint8_t ack)
{uint8_t i, receive = 0;for (i = 0; i < 8; i++ ) /* 接收1個字節數據 */{receive <<= 1; /* 高位先輸出,所以先收到的數據位要左移 */IIC_SCL(1);iic_delay();if (IIC_READ_SDA){receive++;}IIC_SCL(0);iic_delay();}if (!ack){iic_nack(); /* 發送nACK */}else{iic_ack(); /* 發送ACK */}return receive;
}
myiic.h
#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
/******************************************************************************************/
/* 引腳 定義 */#define IIC_SCL_GPIO_PORT GPIOB
#define IIC_SCL_GPIO_PIN GPIO_PIN_6
#define IIC_SCL_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0) /* PB口時鐘使能 */#define IIC_SDA_GPIO_PORT GPIOB
#define IIC_SDA_GPIO_PIN GPIO_PIN_7
#define IIC_SDA_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0) /* PB口時鐘使能 *//******************************************************************************************//* IO操作 */
#define IIC_SCL(x) do{ x ? \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SCL_GPIO_PORT, IIC_SCL_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SCL_GPIO_PORT, IIC_SCL_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \}while(0) /* SCL */#define IIC_SDA(x) do{ x ? \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN, GPIO_PIN_SET) : \HAL_GPIO_WritePin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN, GPIO_PIN_RESET); \}while(0) /* SDA */#define IIC_READ_SDA HAL_GPIO_ReadPin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN) /* 讀取SDA *//* IIC所有操作函數 */
void iic_init(void); /* 初始化IIC的IO口 */
void iic_start(void); /* 發送IIC開始信號 */
void iic_stop(void); /* 發送IIC停止信號 */
void iic_ack(void); /* IIC發送ACK信號 */
void iic_nack(void); /* IIC不發送ACK信號 */
uint8_t iic_wait_ack(void); /* IIC等待ACK信號 */
void iic_send_byte(uint8_t txd);/* IIC發送一個字節 */
uint8_t iic_read_byte(unsigned char ack);/* IIC讀取一個字節 */#endif
24cxx.c
#include "./BSP/IIC/myiic.h"
#include "./BSP/24CXX/24cxx.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"/*** @brief 初始化IIC接口* @param 無* @retval 無*/
void at24cxx_init(void)
{iic_init();
}/*** @brief 在AT24CXX指定地址讀出一個數據* @param readaddr: 開始讀數的地址* @retval 讀到的數據*/
uint8_t at24cxx_read_one_byte(uint16_t addr)
{uint8_t temp = 0;iic_start(); /* 發送起始信號 *//* 根據不同的24CXX型號, 發送高位地址* 1, 24C16以上的型號, 分2個字節發送地址* 2, 24C16及以下的型號, 分1個低字節地址 + 占用器件地址的bit1~bit3位 用于表示高位地址, 最多11位地址* 對于24C01/02, 其器件地址格式(8bit)為: 1 0 1 0 A2 A1 A0 R/W* 對于24C04, 其器件地址格式(8bit)為: 1 0 1 0 A2 A1 a8 R/W* 對于24C08, 其器件地址格式(8bit)為: 1 0 1 0 A2 a9 a8 R/W* 對于24C16, 其器件地址格式(8bit)為: 1 0 1 0 a10 a9 a8 R/W* R/W : 讀/寫控制位 0,表示寫; 1,表示讀;* A0/A1/A2 : 對應器件的1,2,3引腳(只有24C01/02/04/8有這些腳)* a8/a9/a10: 對應存儲整列的高位地址, 11bit地址最多可以表示2048個位置,可以尋址24C16及以內的型號*/ if (EE_TYPE > AT24C16) /* 24C16以上的型號, 分2個字節發送地址 */{iic_send_byte(0XA0); /* 發送寫命令, IIC規定最低位是0, 表示寫入 */iic_wait_ack(); /* 每次發送完一個字節,都要等待ACK */iic_send_byte(addr >> 8);/* 發送高字節地址 */}else {iic_send_byte(0XA0 + ((addr >> 8) << 1)); /* 發送器件 0XA0 + 高位a8/a9/a10地址,寫數據 */}iic_wait_ack(); /* 每次發送完一個字節,都要等待ACK */iic_send_byte(addr % 256); /* 發送低位地址 */iic_wait_ack(); /* 等待ACK, 此時地址發送完成了 */iic_start(); /* 重新發送起始信號 */ iic_send_byte(0XA1); /* 進入接收模式, IIC規定最低位是0, 表示讀取 */iic_wait_ack(); /* 每次發送完一個字節,都要等待ACK */temp = iic_read_byte(0); /* 接收一個字節數據 */iic_stop(); /* 產生一個停止條件 */return temp;
}/*** @brief 在AT24CXX指定地址寫入一個數據* @param addr: 寫入數據的目的地址* @param data: 要寫入的數據* @retval 無*/
void at24cxx_write_one_byte(uint16_t addr, uint8_t data)
{/* 原理說明見:at24cxx_read_one_byte函數, 本函數完全類似 */iic_start(); /* 發送起始信號 */if (EE_TYPE > AT24C16) /* 24C16以上的型號, 分2個字節發送地址 */{iic_send_byte(0XA0); /* 發送寫命令, IIC規定最低位是0, 表示寫入 */iic_wait_ack(); /* 每次發送完一個字節,都要等待ACK */iic_send_byte(addr >> 8);/* 發送高字節地址 */}else {iic_send_byte(0XA0 + ((addr >> 8) << 1)); /* 發送器件 0XA0 + 高位a8/a9/a10地址,寫數據 */}iic_wait_ack(); /* 每次發送完一個字節,都要等待ACK */iic_send_byte(addr % 256); /* 發送低位地址 */iic_wait_ack(); /* 等待ACK, 此時地址發送完成了 *//* 因為寫數據的時候,不需要進入接收模式了,所以這里不用重新發送起始信號了 */iic_send_byte(data); /* 發送1字節 */iic_wait_ack(); /* 等待ACK */iic_stop(); /* 產生一個停止條件 */delay_ms(10); /* 注意: EEPROM 寫入比較慢,必須等到10ms后再寫下一個字節 */
}/*** @brief 檢查AT24CXX是否正常* @note 檢測原理: 在器件的末地址寫如0X55, 然后再讀取, 如果讀取值為0X55* 則表示檢測正常. 否則,則表示檢測失敗.** @param 無* @retval 檢測結果* 0: 檢測成功* 1: 檢測失敗*/
uint8_t at24cxx_check(void)
{uint8_t temp;uint16_t addr = EE_TYPE;temp = at24cxx_read_one_byte(addr); /* 避免每次開機都寫AT24CXX */if (temp == 0X55) /* 讀取數據正常 */{return 0;}else /* 排除第一次初始化的情況 */{at24cxx_write_one_byte(addr, 0X55); /* 先寫入數據 */temp = at24cxx_read_one_byte(255); /* 再讀取數據 */if (temp == 0X55)return 0;}return 1;
}/*** @brief 在AT24CXX里面的指定地址開始讀出指定個數的數據* @param addr : 開始讀出的地址 對24c02為0~255* @param pbuf : 數據數組首地址* @param datalen : 要讀出數據的個數* @retval 無*/
void at24cxx_read(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen)
{while (datalen--){*pbuf++ = at24cxx_read_one_byte(addr++);}
}/*** @brief 在AT24CXX里面的指定地址開始寫入指定個數的數據* @param addr : 開始寫入的地址 對24c02為0~255* @param pbuf : 數據數組首地址* @param datalen : 要寫入數據的個數* @retval 無*/
void at24cxx_write(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen)
{while (datalen--){at24cxx_write_one_byte(addr, *pbuf);addr++;pbuf++;}
}
24cxx.h
#ifndef __24CXX_H
#define __24CXX_H#include "./SYSTEM/sys/sys.h"#define AT24C01 127
#define AT24C02 255
#define AT24C04 511
#define AT24C08 1023
#define AT24C16 2047
#define AT24C32 4095
#define AT24C64 8191
#define AT24C128 16383
#define AT24C256 32767/* 開發板使用的是24c02,所以定義EE_TYPE為AT24C02 */#define EE_TYPE AT24C02void at24cxx_init(void); /* 初始化IIC */
uint8_t at24cxx_check(void); /* 檢查器件 */
uint8_t at24cxx_read_one_byte(uint16_t addr); /* 指定地址讀取一個字節 */
void at24cxx_write_one_byte(uint16_t addr,uint8_t data); /* 指定地址寫入一個字節 */
void at24cxx_write(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen); /* 從指定地址開始寫入指定長度的數據 */
void at24cxx_read(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen); /* 從指定地址開始讀出指定長度的數據 */#endif
main.c
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/usart/usart.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
#include "./USMART/usmart.h"
#include "./BSP/LED/led.h"
#include "./BSP/LCD/lcd.h"
#include "./BSP/KEY/key.h"
#include "./BSP/24CXX/24cxx.h"/* 要寫入到24c02的字符串數組 */
const uint8_t g_text_buf[] = {"STM32 IIC TEST"};
#define TEXT_SIZE sizeof(g_text_buf) /* TEXT字符串長度 */int main(void)
{uint8_t key;uint16_t i = 0;uint8_t datatemp[TEXT_SIZE];HAL_Init(); /* 初始化HAL庫 */sys_stm32_clock_init(RCC_PLL_MUL9); /* 設置時鐘, 72Mhz */delay_init(72); /* 延時初始化 */usart_init(115200); /* 串口初始化為115200 */usmart_dev.init(72); /* 初始化USMART */led_init(); /* 初始化LED */lcd_init(); /* 初始化LCD */key_init(); /* 初始化按鍵 */at24cxx_init(); /* 初始化24CXX */lcd_show_string(30, 50, 200, 16, 16, "STM32", RED);lcd_show_string(30, 70, 200, 16, 16, "IIC TEST", RED);lcd_show_string(30, 90, 200, 16, 16, "ATOM@ALIENTEK", RED);lcd_show_string(30, 110, 200, 16, 16, "KEY1:Write KEY0:Read", RED); /* 顯示提示信息 */while (at24cxx_check()) /* 檢測不到24c02 */{lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "24C02 Check Failed!", RED);delay_ms(500);lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "Please Check! ", RED);delay_ms(500);LED0_TOGGLE(); /* 紅燈閃爍 */}lcd_show_string(30, 130, 200, 16, 16, "24C02 Ready!", RED);while (1){key = key_scan(0);if (key == KEY1_PRES) /* KEY1按下,寫入24C02 */{lcd_fill(0, 150, 239, 319, WHITE); /* 清除半屏 */lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "Start Write 24C02....", BLUE);at24cxx_write(0, (uint8_t *)g_text_buf, TEXT_SIZE);lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "24C02 Write Finished!", BLUE); /* 提示傳送完成 */}if (key == KEY0_PRES) /* KEY0按下,讀取字符串并顯示 */{lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "Start Read 24C02.... ", BLUE);at24cxx_read(0, datatemp, TEXT_SIZE);lcd_show_string(30, 150, 200, 16, 16, "The Data Readed Is: ", BLUE); /* 提示傳送完成 */lcd_show_string(30, 170, 200, 16, 16, (char *)datatemp, BLUE); /* 顯示讀到的字符串 */}i++;if (i == 20){LED0_TOGGLE(); /* 紅燈閃爍 */i = 0;}delay_ms(10);}
}