STM32G030C8T6：EEPROM读写实验（I2C通信）--M24C64

本专栏记录STM32开发各个功能的详细过程，方便自己后续查看，当然也供正在入门STM32单片机的兄弟们参考；

本小节的目标是，系统主频64 MHZ,采用高速外部晶振，实现PB11,PB10 引脚模拟I2C 时序，对M24C08 的EEPROM 进行读。
原理：通过模拟I2C接(PB10:CLK,PB11:DTA)与M24C08 EEPROM进行读写实验。
涉及到的知识：配置I2C通信，STM32CubeMX的使用

1 新建工程

点击File 菜单下的New Project

选择芯片型号，如下图所示先输入芯片型号，目前这边输入STM32G030C8，

双击选择，就确定了芯片型号，界面会变成如下图所示

2 配置SWD下载引脚

如下图所示，在Pinout&Configuration 栏目的System Core 下，先点击SYS,再勾选Serial Wire 框，
配置好SWD 下载引脚设置：

3 配置RCC

如下图，先点击RCC,在HSE 配置中选择Crystal/Ceramic Resonator 外部晶振设

4 设置系统主频

如下图， 先点击Clock Configuration 栏目,按下图的1,2,3,4 步骤完成系统64MHZ 主频设置：

5 生成工程

按照下图的步骤，进行项目配置，项目名称和路径设置等，生成项目的类型选择STM32CubeIDE（我这里以STM32CubeIDE为例，如果你要试用keil5，那就选择MDK-RAM，如果要使用makefile，就选择Makefile），注意项目名称和路径不要有中文名；

最后全部设置完毕后点击create code，生成项目代码：

生成的工程如下图所示：

6 增加代码实现PB10,PB11 模拟I2C 时序，从而实现EEPROM数据读写

如下图所示，在Core/Src下面增加24C64.c 文件，里面是用I/O 口模拟I2C 总线实现EEPROM读写驱动。

24C64.h：
#ifndef M24C64_H
#define M24C64_H#include "main.h"#define EE_ADDR 0xA0 // EEPROM地址，地址管脚全接地，为0xA0
#define EE_SCL_PIN  GPIO_PIN_10   //模拟IIC的SCL信号
#define EE_SDA_PIN  GPIO_PIN_11   //模拟IIC的SDA信号
#define EE_IIC_SCL(val)         HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10,val)                    //SCL 输出高或者低
#define EE_IIC_SDA(val)         HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_11,val)                    //SDA 输出高或者低void EE_SDA_IN(void);  // PB11配置成输入
void EE_SDA_OUT(void); // PB11配置成开漏输出
void EE_SCK_OUT(void); // PB10配置成开漏输出
unsigned char EE_READ_SDA(void); // 读DATA引脚状态void EE_IIC_Delay(uint16_t us); // IIC延时
void EE_IIC_Init(void); // IIC初始化
void EE_IIC_Start(void); // 开始
void EE_IIC_Stop(void); // 停止
uint8_t EE_IIC_WaitAck(void); // 等待应答
void EE_IIC_Ack(void); // 发送应答
void EE_IIC_NAck(void); // 发送非应答
void EE_IIC_SendByte(uint8_t data); // 发送一个字节
uint8_t EE_IIC_ReadByte(uint8_t ack); // 读取1字节// M24C64特定函数
uint8_t EE_IIC_ReadByteFromSlave(uint8_t I2C_Addr, uint16_t reg, uint8_t *buf);
uint8_t EE_IIC_SendByteToSlave(uint8_t I2C_Addr, uint16_t reg, uint8_t data);#endif // M24C64_H/*********************************************************************************************************END FILE
*********************************************************************************************************/

24C08.c
#include "24C64.h"void EE_SDA_IN(void) 	// PB11配置成输入
{__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); // GPIO时钟使能GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}void EE_SDA_OUT(void) // PB11配置成开漏输出
{__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); // GPIO时钟使能GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}void EE_SCK_OUT(void) // PB10配置成开漏输出
{__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); // GPIO时钟使能GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}// 读DATA引脚状态
unsigned char EE_READ_SDA(void)
{return HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_11);
}// IIC延时
void EE_IIC_Delay(uint16_t us)
{uint16_t j;for (j = 0; j < us; j++){for (int i = 0; i < 20; i++){__asm("NOP"); // 等待1个指令周期，系统主频16M}}
}// IIC初始化
void EE_IIC_Init(void)
{EE_SCK_OUT(); // CLK引脚配置成输出EE_SDA_OUT(); // DATA引脚配置成输出EE_IIC_SCL(1); // CLK引脚输出高EE_IIC_SDA(1); // DATA引脚输出高
}// 开始
void EE_IIC_Start(void)
{EE_SDA_OUT(); // DATA引脚配置成输出EE_IIC_SDA(1); // DATA引脚输出高EE_IIC_SCL(1); // CLK引脚输出高EE_IIC_Delay(4); // 等待大约40usEE_IIC_SDA(0); // DATA引脚输出低EE_IIC_Delay(4); // 等待大约40usEE_IIC_SCL(0); // CLK引脚输出低，钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}// 停止
void EE_IIC_Stop(void)
{EE_SDA_OUT(); // DATA引脚配置成输出EE_IIC_SCL(0); // CLK引脚输出低EE_IIC_SDA(0); // DATA引脚输出低EE_IIC_Delay(4); // 等待大约40usEE_IIC_SCL(1); // CLK引脚输出高EE_IIC_SDA(1); // DATA引脚输出高，发送I2C总线结束信号EE_IIC_Delay(4); // 等待大约40us
}// 等待应答
uint8_t EE_IIC_WaitAck(void)
{uint8_t ucErrTime = 0;EE_SDA_IN(); // DATA引脚配置成输入（从机给一个低电平做为应答）EE_IIC_SDA(1);EE_IIC_Delay(1);EE_IIC_SCL(1);EE_IIC_Delay(1); // 等待约10uswhile (EE_READ_SDA()) // 一直读，直到读取到低电平应答{ucErrTime++;if (ucErrTime > 250){EE_IIC_Stop();return 1;}}EE_IIC_SCL(0); // 时钟输出0return 0;
}// 发送应答
void EE_IIC_Ack(void)
{EE_IIC_SCL(0);EE_SDA_OUT();EE_IIC_SDA(0);EE_IIC_Delay(1);EE_IIC_SCL(1);EE_IIC_Delay(2);EE_IIC_SCL(0);
}// 发送非应答
void EE_IIC_NAck(void)
{EE_IIC_SCL(0);EE_SDA_OUT();EE_IIC_SDA(1);EE_IIC_Delay(1);EE_IIC_SCL(1);EE_IIC_Delay(1);EE_IIC_SCL(0);
}// 发送一个字节
void EE_IIC_SendByte(uint8_t data)
{uint8_t t;EE_SDA_OUT();EE_IIC_SCL(0); // 拉低时钟开始数据传输for (t = 0; t < 8; t++){EE_IIC_SDA((data & 0x80) >> 7); // 发送数据EE_IIC_Delay(1);EE_IIC_SCL(1);data <<= 1;EE_IIC_Delay(1);EE_IIC_SCL(0);}EE_IIC_Delay(1);
}// 读取1字节
uint8_t EE_IIC_ReadByte(uint8_t ack)
{uint8_t i, receive = 0;EE_SDA_IN(); // SDA设置为输入模式 等待接收从机返回数据for (i = 0; i < 8; i++){EE_IIC_SCL(0);EE_IIC_Delay(1);EE_IIC_SCL(1);receive <<= 1;if (EE_READ_SDA()) receive++; // 读取从机发送的电平，如果是高，就记录高EE_IIC_Delay(1);}if (ack)EE_IIC_Ack(); // 发送ACKelseEE_IIC_NAck(); // 发送nACKreturn receive;
}// 从EE指定地址读取一个字节
uint8_t EE_IIC_ReadByteFromSlave(uint8_t I2C_Addr, uint16_t reg, uint8_t *buf)
{EE_IIC_Start();EE_IIC_SendByte(I2C_Addr); // 发送从机地址if (EE_IIC_WaitAck()) // 如果从机未应答则数据发送失败{EE_IIC_Stop();return 1;}EE_IIC_SendByte((reg >> 8) & 0xFF); // 发送寄存器高位地址EE_IIC_WaitAck();EE_IIC_SendByte(reg & 0xFF); // 发送寄存器低位地址EE_IIC_WaitAck();EE_IIC_Start();EE_IIC_SendByte(I2C_Addr + 1); // 进入接收模式EE_IIC_WaitAck();*buf = EE_IIC_ReadByte(0);EE_IIC_Stop(); // 产生一个停止条件return 0;
}// 发送一个字节内容到EE指定地址
uint8_t EE_IIC_SendByteToSlave(uint8_t I2C_Addr, uint16_t reg, uint8_t data)
{EE_IIC_Start();EE_IIC_SendByte(I2C_Addr); // 发送从机地址if (EE_IIC_WaitAck()){EE_IIC_Stop();return 1; // 从机地址写入失败}EE_IIC_SendByte((reg >> 8) & 0xFF); // 发送寄存器高位地址EE_IIC_WaitAck();EE_IIC_SendByte(reg & 0xFF); // 发送寄存器低位地址EE_IIC_WaitAck();EE_IIC_SendByte(data);if (EE_IIC_WaitAck()){EE_IIC_Stop();return 1; // 数据写入失败}EE_IIC_Stop(); // 产生一个停止条件return 0;
}

然后如下图所示，24C08.c 文件，主要是把SCL 引脚改成PB10,SDA引脚改成PB11，还有EEPROM 驱动所需的基本I/O 操作函数，还有实现时序所需的等待函数。

然后打开main.c文件，按照下图操作添加代码：

extern void EE_IIC_Init(void);
extern uint8_t EE_EE_IIC_SendByteToSlave(uint8_t I2C_Addr,uint8_t reg,uint8_t data);
extern uint8_t EE_IIC_ReadByteFromSlave(uint8_t I2C_Addr,uint8_t reg,uint8_t *buf);

unsigned char EEDATA;//存放EEPROM读取出来的数据，1个字节

  HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_12, GPIO_PIN_RESET);#if 1//M24C64代码// 测试写入和读取EEPROMEE_IIC_Init();uint16_t test_addr = 0x0000;uint8_t test_data = 0x55;uint8_t read_data = 0;// 写入测试数据EE_IIC_SendByteToSlave(EE_ADDR, test_addr, test_data);HAL_Delay(10); // 确保写入完成// 读取测试数据EE_IIC_ReadByteFromSlave(EE_ADDR, test_addr, &read_data);
#endif/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE */// 循环检测读取的数据if (read_data == test_data) {// 成功读取while(1){HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);HAL_Delay(50);}} else {// 读取失败while(1){HAL_GPIO_TogglePin(GPIOB,GPIO_PIN_9);HAL_Delay(500);}}/* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}

然后编译，调试，查看EEDATA变量的值，结果如下图所示：

我们写进去的值时0x55，最后读出来的值是85'U'，查一下ASCII码：

0x55对应的就是85'U'，证明我们的结果是对的，证明此EEPROM读写实验成功。

此时单片机上PB9对应的小灯在以50hz的频率在闪烁。