STM32单片机实战开发笔记-I2C通讯总线【wulianjishu666】

嵌入式单片机开发实战例程合集：

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提取码：28ab

I2C模块测试

1. 功能描述

I2C总线接口连接微控制器和串行I2C总线。它提供多主机功能，控制所有I2C总线特定的时序，协议，仲裁和定时。支持标准和快速两种模式，同时与SMBus 2.0兼容.

1. 主要特性

1. 并行总线/I2C总线协议转换器
2. 多主机功能：同一接口即可做主设备也可做从设备
3. I2C主设备功能

• 产生时钟
• 产生起始和停止信号

1. I2C从设备功能

• 可编程的I2C地址检测
• 可响应2个从地址的双地址能力
• 停止位检测

1. 产生和检测7位/10位地址和广播呼叫
2. 支持不同的通讯速度

• 标准速度（高至100KHZ）
• 快速（高至400KHZ）

1. 状态标志

• 发送器/接收器模式标志
• 字节发送结束标志
• I2C总线忙标志

1. 错误标志

• 主模式时的时钟丢失
• 地址/数据传输后的应答（ACK）错误
• 检测到起始和停止错位
• 禁止拉长时钟功能后的上溢或下溢

1. 2个中断向量

• 1个中断用于地址/数据通讯成功
• 1个中断用于出错

1. 可选的拉长时钟功能
2. 具单字节缓冲器的DMA

1. 通信过程

主模式时，I2C接口启动数据传输并产生时钟信号。串行数据传输总是以起始条件开始和停止条件结束。主模式时，由软件控制产生起始条件和停止条件。

从模式时，I2C接口能识别它自己的地址（7位或10位）和广播呼叫地址。软件控制开启或禁止广播呼叫地址的识别。

数据和地址按8位/字节进行传输，高位在前。跟在起始条件后面的第一，二个字节是地址（7位模式为1个字节，10位模式为2个字节）。地址只在主模式发送。

在一个字节传输的8个时钟后的第9个时钟期间，接收器必须回送一个应答位（ACK）给发生器。

1. EEPROM

CAT24WC16是CATALYST公司生产的串行电可擦除的可编程存储器。其内部共有128页，每一页为16字节，每一字节为8位。CAT24WC16以一个字节为一个存储单元，共有2K个存储单元。因此任一存储单元的地址为11位（A0~A11）,地址范围为0x00~0x7FF(2K地址范围)。

CAT24WC16的特性如下：

1. 1.8~6.0V工作电压范围。
2. 存储容量为16KB.
3. 16字节页写缓冲器。
4. 与400KHZ的I2C总线兼容。
5. 符合双向数据传输协议。
6. 数据保存时间长达100年，具有硬件写保护和软件数据保护功能
7. 自动定时擦写周期

引脚说明：

引脚名称	功能	功能描述
VCC GND	电源，地	为芯片提供3.3V电源
A0 A1 A2	地址选择	在串行总线结构中，最多可以连接8个CAT24WC16芯片，则用A0,A1,A2设置地址以示区别 A0 A1 A2 悬空为0
WP	写保护	此引脚接地允许写操作，接VCC被禁止
SCL	时钟线	串行时钟输入
SDA	数据线	双向串行数据输入/输出

5、硬件电路

1. 软件代码

/********************************************************************

* 说明 ：通过I2C总线实现对EEPROM的读写操作

/*******************************************************************

本实验使用CAT24WC16：

        CAT24WC16是CATALSYT公司生产的串行电可擦除的可编程存储器。其内部共有128页，每一页

为16字节，每一个字节8位。CAT24WC16以一个字节为一个存储单元，共有2K个存储单元。因此任一

存储单位地址为11位（A0~A11）,地址范围为0x00~0x7FF(2K地址范围)。

*******************************************************************/

#include"stm32f10x_lib.h"

#include"IIC.h"

#define EEPROM_ADDRESS      0xA0

#define      I2C2_SLAVE_ADDRESS7  0xA0

#define I2C_Speed      200000

#define I2C_PageSize  16

void I2C_Configuration(void)

{

        GPIO_InitTypeDef      GPIO_InitStructure;

        I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;

       RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB , ENABLE);

       RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);

        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_10 | GPIO_Pin_11;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;

        GPIO_Init(GPIOB,&GPIO_InitStructure);

        /*  I2C Configuration */

        I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;      //设置I2C为I2C模式

        I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;    //I2C快速模式

        I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = I2C2_SLAVE_ADDRESS7;

        I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;      //使能应答

        I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;

        I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;

        /*   I2C Peripheral Enable*/

        I2C_Cmd(I2C2,ENABLE);

        I2C_Init(I2C2,&I2C_InitStructure);

}

void I2C2_Init(void)

{

        I2C_Configuration();  

}

void I2C_ByteWrite(u8 *pBuffer,u8 WriteAddr)

{      

        I2C_WaitEepromStandbyState();                                                

        /* [1]Send Start Condition  发送起始信号*/

        I2C_GenerateSTART(I2C2,ENABLE);

        /* [2]Test On EV5 and clear it  起始信号已发送并清除该事件 */

        while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

        /* [3]Send EEPROM address for write  发送器件地址*/

        I2C_Send7bitAddress(I2C2,EEPROM_ADDRESS,I2C_Direction_Transmitter);

        /* [4]Test on Ev6 and clear it 地址发送结束 */

while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

        /* [5]Send EEPROM's internal address to  write 发送器件内部写入地址 */

        I2C_SendData(I2C2,WriteAddr);

        /* [6]Test on EV8 _1 and clear it 移位寄存器空 */

        while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

        /* [7]Send the byte to be writeen 发送数据*/

        I2C_SendData(I2C2,*pBuffer);

        /* [8]Test on EV8 and clear it 发送缓冲区空*/

        while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

        /* [9]Send STOP condition 发送停止信号 */

        I2C_GenerateSTOP(I2C2,ENABLE);

}

void I2C_PageWrite(u8 *pBuffer,u8 WriteAddr,u8 NumByteToWrite)

{

        I2C_WaitEepromStandbyState();

        /*[1]Send START condition 发送起始条件*/

        I2C_GenerateSTART(I2C2,ENABLE);

        /*[2]Test on EV5 and clear it 起始信号发送是否成功*/

        while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

        /*[3]Send EEPROM address for write 发送器件地址*/

        I2C_Send7bitAddress(I2C2,EEPROM_ADDRESS,I2C_Direction_Transmitter);

        /*[4]Test on EV6 and clear it  发送器件地址是否成功*/

while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

        /*[5]Send EEPROM'S internal address to write to 发送数据的写入首地址*/

        I2C_SendData(I2C2,WriteAddr);

                

        /*[6]Test on EV8 and clear it  发送内部地址是否成功*/

        while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

        /*[7]Send data to Written 发送数据*/

          while(NumByteToWrite--)

           {

                       /*Send the current byte 发送当前一个字节*/

                       I2C_SendData(I2C2,*pBuffer);

                        /* Point to the next byte to be written 地址++*/

                          pBuffer++;

                         /*Test on EV8 and clear it 发送缓冲区是否为空*/                                     while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

          }

        /*[8]Send STOP condition 发送停止信号*/

        I2C_GenerateSTOP(I2C2,ENABLE);

}

 void I2C_BufferWrite(u8 *pBuffer,u8 WriteAddr,u16 NumByteToWrite)

 {

        u8 NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0;

       Addr = WriteAddr % I2C_PageSize;

       count = I2C_PageSize - Addr;

       NumOfPage =  NumByteToWrite / I2C_PageSize;

       NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;

        I2C_WaitEepromStandbyState();

  /* If WriteAddr is I2C_PageSize aligned  */

  if(Addr == 0)

  {

    /* If NumByteToWrite < I2C_PageSize */

    if(NumOfPage == 0)

    {

      I2C_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

      I2C_WaitEepromStandbyState();

    }

    /* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */

    else 

    {

      while(NumOfPage--)

      {

        I2C_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize);

    I2C_WaitEepromStandbyState();

        WriteAddr +=  I2C_PageSize;

        pBuffer += I2C_PageSize;

      }

      if(NumOfSingle!=0)

      {

        I2C_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

        I2C_WaitEepromStandbyState();

      }

    }

  }

  /* If WriteAddr is not I2C_PageSize aligned  */

  else

  {

    /* If NumByteToWrite < I2C_PageSize */

    if(NumOfPage== 0)

    {

      I2C_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

      I2C_WaitEepromStandbyState();

    }

    /* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */

    else

    {

      NumByteToWrite -= count;

      NumOfPage =  NumByteToWrite / I2C_PageSize;

      NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;     

     

      if(count != 0)

      { 

        I2C_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);

        I2C_WaitEepromStandbyState();

        WriteAddr += count;

        pBuffer += count;

      }

     

      while(NumOfPage--)

      {

        I2C_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize);

        I2C_WaitEepromStandbyState();

        WriteAddr +=  I2C_PageSize;

        pBuffer += I2C_PageSize; 

      }

      if(NumOfSingle != 0)

      {

        I2C_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

        I2C_WaitEepromStandbyState();

      }

    }

  }         

 }

void I2C_WaitEepromStandbyState(void)

{

        vu16 SR1_Tmp = 0;

  do

  {

    /* Send START condition */

    I2C_GenerateSTART(I2C2, ENABLE);

    /* Read I2C1 SR1 register */

    SR1_Tmp = I2C_ReadRegister(I2C2, I2C_Register_SR1);

    /* Send EEPROM address for write */

    I2C_Send7bitAddress(I2C2, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);

  }while(!(I2C_ReadRegister(I2C2, I2C_Register_SR1) & 0x0002));

 

  /* Clear AF flag */

  I2C_ClearFlag(I2C2, I2C_FLAG_AF);      

}

void I2C_BufferRead(u8 *pBuffer,u8 ReadAddr,u16 NumByteToRead)

{

        I2C_WaitEepromStandbyState();

        /*Send START Condition 发送起始信号*/

        I2C_GenerateSTART(I2C2,ENABLE);

        /*Test on EV5 and clear it 检测起始信号是否发送成功*/

        while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

        /* In the case of a singel data transfer disable ACK before readint the data*/

        if(NumByteToRead==1)

        {

                 I2C_AcknowledgeConfig(I2C2,DISABLE);//如果NumByteToRead则不需1字节一应答

        }

        /*Send EEPROM ADDRESS for write */

        I2C_Send7bitAddress(I2C2,EEPROM_ADDRESS,I2C_Direction_Transmitter);

        /* Test on EV6 and clear it*/

while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

        /* Enable I2C*/

        I2C_Cmd(I2C2,ENABLE);

        /* Send EEPROM'S internal address to write to*/

        I2C_SendData(I2C2,ReadAddr);

        /*Test on EV8 and clear it*/

        while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));

        /*Send START condition again*/

        I2C_GenerateSTART(I2C2,ENABLE);

        /*Test on EV5 and clear it*/

        while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

        /*Send EEPROM address for read*/

        I2C_Send7bitAddress(I2C2,EEPROM_ADDRESS,I2C_Direction_Receiver);

        /*Test on EV6 and clear it*/

while(!I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));

    /*Read Data*/

        while(NumByteToRead)

        {

                 /*Test on EV7 and clear it*/

                 if(I2C_CheckEvent(I2C2,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED))

                 {

                         if(NumByteToRead == 2)                             

                         {

                                  /*Disable Acknowledgement*/

                                  I2C_AcknowledgeConfig(I2C2,DISABLE);   //一般在最后一个字节关闭应答

                         }

                         if(NumByteToRead == 1)

                         {

                                  /*Send STOP condition */  //最后一位要关闭应答，发送停止信号

                                  I2C_GenerateSTOP(I2C2,ENABLE);

                         }

                         /*Read a byte from the EEPROM*/

                         *pBuffer = I2C_ReceiveData(I2C2);

                         /*Point to the next location where the byte read will be saved*/

                         pBuffer++;

                         /*Decrement the read bytes counter*/

                         NumByteToRead--;

                 }

        }

        /*Enable Acknowledgement to be ready for anotherreception*/

   I2C_AcknowledgeConfig(I2C2,ENABLE);                //允许再次应答           

}