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梳理STM32F429之通信傳輸部分---NO.5 硬體IIC

目錄

​​一、STM32 的 I2C 特性及架構：​​

​​二、I2C 初始化結構體詳解：​​

​​三、硬體I2C—讀寫 EEPROM 實驗​​

一、STM32 的 I2C 特性及架構：

1、STM32 的 I2C 外設簡介：

       STM32 的 I2C 外設可用作通訊的主機及從機，支援 100Kbit/s 和 400Kbit/s 的速率，支援 7 位、 10 位裝置位址，支援 DMA 資料傳輸，并具有資料校驗功能。它的 I2C 外設還支援 SMBus2.0 協定， SMBus 協定與 I2C 類似，主要應用于筆記本電腦的電池管理中，本教程不展開，感興趣的讀者可參考《SMBus20》文檔了解。

2、STM32 的 I2C 通訊引腳：

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3、通訊過程：

       使用 I2C 外設通訊時，在通訊的不同階段它會對“狀态寄存器(SR1 及 SR2)”的不同資料位寫入參數，我們通過讀取這些寄存器标志來了解通訊狀态。

① 主發送器

作為 I2C 通訊的主機端時，向外發送資料時的過程。

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② 主接收器：

作為 I2C 通訊的主機端時，從外部接收資料的過程，見下圖：

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二、I2C 初始化結構體詳解：

       STM32 标準庫提供了 I2C 初始化結構體及初始化函數來配置 I2C 外設。初始化結構體及函數定義在庫檔案“ stm32f4xx_i2c.h”及“ stm32f4xx_i2c.c”中。

typedef struct {
uint32_t I2C_ClockSpeed; /*!< 設定 SCL 時鐘頻率，此值要低于 40 0000*/
uint16_t I2C_Mode; /*!< 指定工作模式，可選 I2C 模式及 SMBUS 模式 */
uint16_t I2C_DutyCycle; /*指定時鐘占空比，可選 low/high = 2:1 及 16:9 模式*/
uint16_t I2C_OwnAddress1; /*!< 指定自身的 I2C 裝置位址 */
uint16_t I2C_Ack; /*!< 使能或關閉響應(一般都要使能) */
uint16_t I2C_AcknowledgedAddress; /*!< 指定位址的長度，可為 7 位及 10 位 */
} I2C_InitTypeDef;

(1) I2C_ClockSpeed

       本成員設定的是 I2C 的傳輸速率，在調用初始化函數時，函數會根據我們輸入的數值經過運算後把時鐘因子寫入到 I2C 的時鐘控制寄存器 CCR。而我們寫入的這個參數值不得高于 400KHz。 

(2) I2C_Mode

       本成員是選擇 I2C 的使用方式，有 I2C 模式(I2C_Mode_I2C )和 SMBus 主、從模式(I2C_Mode_SMBusHost、I2C_Mode_SMBusDevice ) 。 I2C 不需要在此處區分主從模式，直接設定 I2C_Mode_I2C 即可。

(3) I2C_DutyCycle

       本成員設定的是 I2C 的 SCL 線時鐘的占空比。 該配置有兩個選擇，分别為低電平時間比高電平時間為 2： 1 ( I2C_DutyCycle_2)和 16： 9 (I2C_DutyCycle_16_9)。其實這兩個模式的比例差别并不大，一般要求都不會如此嚴格，這裡随便選就可以了。

(4) I2C_OwnAddress1

       本成員配置的是 STM32 的 I2C 裝置自己的位址。 位址可設定為 7 位或 10 位(受下面I2C_AcknowledgeAddress 成員決定)，隻要該位址是 I2C 總線上唯一的即可。

       STM32 的 I2C 外設可同時使用兩個位址，即同時對兩個位址作出響應，這個結構成員I2C_OwnAddress1 配置的是預設的、 OAR1 寄存器存儲的位址，若需要設定第二個位址寄存器 OAR2，可使用 I2C_OwnAddress2Config 函數來配置， OAR2 不支援 10 位位址。

(5) I2C_Ack_Enable

       本成員是關于 I2C 應答設定，設定為使能則可以發送響應信号。 該成員值一般配置為允許應答(I2C_Ack_Enable)，這是絕大多數遵循 I2C 标準的裝置的通訊要求，改為禁止應答(I2C_Ack_Disable)往往會導緻通訊錯誤。

(6) I2C_AcknowledgeAddress

       本成員選擇 I2C 的尋址模式是 7 位還是 10 位位址。這需要根據實際連接配接到 I2C 總線上裝置的位址進行選擇，這個成員的配置也影響到 I2C_OwnAddress1 成員，隻有這裡設定成10 位模式時， I2C_OwnAddress1 才支援 10 位位址。

三、硬體I2C—讀寫 EEPROM 實驗

 EEPROM 是一種掉電後資料不丢失的存儲器，常用來存儲一些配置資訊，以便系統重新上電的時候加載之。 EEPOM 晶片最常用的通訊方式就是 I2C 協定。實驗中 STM32 的 I2C 外設采用主模式，分别用作主發送器和主接收器， 通過查詢事件的方式來確定正常通訊。

1、硬體設計

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       本實驗闆中的 EEPROM 晶片(型号： AT24C02)的 SCL 及 SDA 引腳連接配接到了 STM32 對應的 I2C 引腳中，結合上拉電阻，構成了 I2C 通訊總線，它們通過 I2C 總線互動。EEPROM 晶片的裝置位址一共有 7 位，其中高 4 位固定為： 1010 b，低 3 位則由 A0/A1/A2信号線的電平決定，見下圖，圖中的 R/W 是讀寫方向位，與位址無關。

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       按照我們此處的連接配接， A0/A1/A2 均為 0，是以 EEPROM 的 7 位裝置位址是： 1010000b ，即 0x50。由于 I2C 通訊時常常是位址跟讀寫方向連在一起構成一個 8 位數，且當R/W 位為 0 時，表示寫方向，是以加上 7 位位址，其值為“ 0xA0”，常稱該值為 I2C 裝置的“寫位址”；當 R/W 位為 1 時，表示讀方向，加上 7 位位址，其值為“0xA1”，常稱該值為“讀位址”。

       EEPROM 晶片中還有一個 WP 引腳，具有寫保護功能，當該引腳電平為高時，禁止寫入資料，當引腳為低電平時，可寫入資料，我們直接接地，不使用寫保護功能。

2、軟體設計

（1）程式設計要點

  1. 配置通訊使用的目标引腳為開漏模式；
  2. 使能 I2C 外設的時鐘；
  3. 配置 I2C 外設的模式、位址、速率等參數并使能 I2C 外設；
  4. 編寫基本 I2C 按位元組收發的函數；
  5. 編寫讀寫 EEPROM 存儲内容的函數；
  6. 編寫測試程式，對讀寫資料進行校驗。

（2）代碼分析

       ① I2C 硬體相關宏定義

/* STM32 I2C 速率 */
#define I2C_Speed 400000
/* STM32 自身的 I2C 位址， 這個位址隻要與 STM32 外挂的 I2C 器件位址不一樣即可 */
#define I2C_OWN_ADDRESS7 0X0A
/*I2C 接口*/
#define EEPROM_I2C I2C1
#define EEPROM_I2C_CLK RCC_APB1Periph_I2C1
#define EEPROM_I2C_SCL_PIN GPIO_Pin_6
#define EEPROM_I2C_SCL_GPIO_PORT GPIOB
#define EEPROM_I2C_SCL_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define EEPROM_I2C_SCL_SOURCE GPIO_PinSource6
#define EEPROM_I2C_SCL_AF GPIO_AF_I2C1
#define EEPROM_I2C_SDA_PIN GPIO_Pin_7
#define EEPROM_I2C_SDA_GPIO_PORT GPIOB
#define EEPROM_I2C_SDA_GPIO_CLK RCC_AHB1Periph_GPIOB
#define EEPROM_I2C_SDA_SOURCE GPIO_PinSource7
#define EEPROM_I2C_SDA_AF GPIO_AF_I2C1

       以上代碼根據硬體連接配接， 把與 EEPROM 通訊使用的 I2C 号 、引腳号、引腳源以及複用功能映射都以宏封裝起來，并且定義了自身的 I2C 位址及通訊速率，以便配置模式的時候使用。

       ② 初始化 I2C 的 GPIO

/**
* @brief I2C1 I/O 配置
* @param 無
* @retval 無
*/
static void I2C_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
/*使能 I2C 外設時鐘 */
RCC_APB1PeriphClockCmd(EEPROM_I2C_CLK, ENABLE);
/*使能 I2C 引腳的 GPIO 時鐘*/
RCC_AHB1PeriphClockCmd(EEPROM_I2C_SCL_GPIO_CLK |
EEPROM_I2C_SDA_GPIO_CLK, ENABLE);
/* 連接配接引腳源 PXx 到 I2C_SCL*/
GPIO_PinAFConfig(EEPROM_I2C_SCL_GPIO_PORT, EEPROM_I2C_SCL_SOURCE,
EEPROM_I2C_SCL_AF);
/* 連接配接引腳源 PXx 到 to I2C_SDA*/
GPIO_PinAFConfig(EEPROM_I2C_SDA_GPIO_PORT, EEPROM_I2C_SDA_SOURCE,
EEPROM_I2C_SDA_AF);
/*配置 SCL 引腳 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SCL_PIN;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_Init(EEPROM_I2C_SCL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
/*配置 SDA 引腳 */
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SDA_PIN;
GPIO_Init(EEPROM_I2C_SDA_GPIO_PORT, &GPIO_InitStructure);
}

       ③ 配置 I2C 的模式

/**
* @brief I2C 工作模式配置
* @param 無
* @retval 無
*/
static void I2C_Mode_Config(void)
{
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
/* I2C 配置 */
/*I2C 模式*/
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
/*占空比*/
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
/*I2C 自身位址*/
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 =I2C_OWN_ADDRESS7;
/*使能響應*/
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;
/* I2C 的尋址模式 */
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
/* 通信速率 */
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;
/*寫入配置*/
I2C_Init(EEPROM_I2C, &I2C_InitStructure);
/* 使能 I2C */
I2C_Cmd(EEPROM_I2C, ENABLE);
}
/**
* @brief I2C 外設初始化
* @param 無
* @retval 無
*/
void I2C_EE_Init(void)
{
I2C_GPIO_Config();
I2C_Mode_Config();
}

       ④ 向 EEPROM 寫入一個位元組的資料，見代碼清單。

/***************************************************************/
/*通訊等待逾時時間*/
#define I2CT_FLAG_TIMEOUT ((uint32_t)0x1000)
#define I2CT_LONG_TIMEOUT ((uint32_t)(10 * I2CT_FLAG_TIMEOUT))
/**
* @brief I2C 等待事件逾時的情況下會調用這個函數來處理
* @param errorCode：錯誤代碼，可以用來定位是哪個環節出錯.
* @retval 傳回 0，表示 IIC 讀取失敗.
*/
static uint32_t I2C_TIMEOUT_UserCallback(uint8_t errorCode)
{
/* 使用序列槽 printf 輸出錯誤資訊，友善調試 */
EEPROM_ERROR("I2C 等待逾時!errorCode = %d",errorCode);
return 0;
}
/*** @brief 寫一個位元組到 I2C EEPROM 中
* @param pBuffer:緩沖區指針
* @param WriteAddr:寫位址
* @retval 正常傳回 1，異常傳回 0
*/
uint32_t I2C_EE_ByteWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr)
{
/* 産生 I2C 起始信号 */
I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2C, ENABLE);
/*設定逾時等待時間*/
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV5 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(0);
}
/* 發送 EEPROM 裝置位址 */
I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2C, EEPROM_ADDRESS,
I2C_Direction_Transmitter);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV6 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C,
I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(1);
}
/* 發送要寫入的 EEPROM 内部位址(即 EEPROM 内部存儲器的位址) */
I2C_SendData(EEPROM_I2C, WriteAddr);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV8 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C,
I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(2);
}
/* 發送一位元組要寫入的資料 */
I2C_SendData(EEPROM_I2C, *pBuffer);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV8 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C,
I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(3);
}
/* 發送停止信号 */
I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2C, ENABLE);
return 1;
}

       ⑤ 多位元組寫入及狀态等待

/**
* @brief 将緩沖區中的資料寫到 I2C EEPROM 中，采用單位元組寫入的方式，
速度比頁寫入慢
* @param pBuffer:緩沖區指針
* @param WriteAddr:寫位址
* @param NumByteToWrite:寫的位元組數
* @retval 無
*/
uint8_t I2C_EE_ByetsWrite(uint8_t* pBuffer,uint8_t WriteAddr,
uint16_t NumByteToWrite)
{
uint16_t i;
uint8_t res;
/*每寫一個位元組調用一次 I2C_EE_ByteWrite 函數*/
for (i=0; i<NumByteToWrite; i++)
{
/*等待 EEPROM 準備完畢*/
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
/*按位元組寫入資料*/
res = I2C_EE_ByteWrite(pBuffer++,WriteAddr++);
}
return res;
}

        這段代碼比較簡單，直接使用 for 循環調用前面定義的 I2C_EE_ByteWrite 函數一個位元組 一 個 字 節 地 向 EEPROM 發 送 要 寫 入 的 數 據 。 在 每 次 數 據 寫 入 通 訊 前 調 用 了I2C_EE_WaitEepromStandbyState 函數等待 EEPROM 内部擦寫完畢。

//等待 Standby 狀态的最大次數
#define MAX_TRIAL_NUMBER 300
/**
* @brief 等待 EEPROM 到準備狀态
* @param 無
* @retval 正常傳回 1，異常傳回 0
*/
static uint8_t I2C_EE_WaitEepromStandbyState(void)
{
__IO uint16_t tmpSR1 = 0;
__IO uint32_t EETrials = 0;
/*總線忙時等待 */
I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
while (I2C_GetFlagStatus(EEPROM_I2C, I2C_FLAG_BUSY))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(20);
}
/* 等待從機應答，最多等待 300 次 */
while (1)
{
/*開始信号 */
I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2C, ENABLE);
/* 檢測 EV5 事件并清除标志*/
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(21);
}
/* 發送 EEPROM 裝置位址 */
I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2C,EEPROM_ADDRESS,I2C_Direction_Transmitter);
/* 等待 ADDR 标志 */
I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
do
{
/* 擷取 SR1 寄存器狀态 */
tmpSR1 = EEPROM_I2C->SR1;
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(22);
}
/* 一直等待直到 addr 及 af 标志為 1 */
while ((tmpSR1 & (I2C_SR1_ADDR | I2C_SR1_AF)) == 0);
/*檢查 addr 标志是否為 1 */
if (tmpSR1 & I2C_SR1_ADDR)
{
/* 清除 addr 标志該标志通過讀 SR1 及 SR2 清除 */
(void)EEPROM_I2C->SR2;
/*産生停止信号 */
I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2C, ENABLE);
/* 退出函數 */
return 1;
}
else
{
/*清除 af 标志 */
I2C_ClearFlag(EEPROM_I2C, I2C_FLAG_AF);
}
/*檢查等待次數*/
if (EETrials++ == MAX_TRIAL_NUMBER)
{
/* 等待 MAX_TRIAL_NUMBER 次都還沒準備好，退出等待 */
return I2C_TIMEOUT_UserCallback(23);
}
}
}

        這個函數主要實作是向 EEPROM 發送它裝置位址，檢測 EEPROM 的響應，若EEPROM 接收到位址後傳回應答信号，則表示 EEPROM 已經準備好，可以開始下一次通訊。函數中檢測響應是通過讀取 STM32 的 SR1寄存器的 ADDR 位及 AF 位來實作的，當I2C 裝置響應了位址的時候， ADDR 會置 1，若應答失敗， AF 位會置 1。

       ⑥ EEPROM 的頁寫入

        根據頁寫入時序，第一個資料被解釋為要寫入的記憶體位址 address1，後續可連續發送 n 個資料，這些資料會依次寫入到記憶體中。其中 AT24C02 型号的晶片頁寫入時序最多可以一次發送 8 個資料(即 n = 8 )，該值也稱為頁大小，某些型号的晶片每個頁寫入時序最多可傳輸16 個資料。 

/**
* @brief 在 EEPROM 的一個寫循環中可以寫多個位元組，但一次寫入的位元組數
* 不能超過 EEPROM 頁的大小， AT24C02 每頁有 8 個位元組
* @param
* @param pBuffer:緩沖區指針
* @param WriteAddr:寫位址
* @param NumByteToWrite:要寫的位元組數要求 NumByToWrite 小于頁大小
* @retval 正常傳回 1，異常傳回 0
*/
uint8_t I2C_EE_PageWrite(uint8_t* pBuffer, uint8_t WriteAddr,
uint8_t NumByteToWrite)
{
I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
while (I2C_GetFlagStatus(EEPROM_I2C, I2C_FLAG_BUSY))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(4);
}
/* 産生 I2C 起始信号 */
I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2C, ENABLE);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV5 事件并清除标志 */
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(5);
}
/* 發送 EEPROM 裝置位址 */
I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2C,EEPROM_ADDRESS,I2C_Direction_Transmitter);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV6 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C,
I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(6);
}
/* 發送要寫入的 EEPROM 内部位址(即 EEPROM 内部存儲器的位址) */
I2C_SendData(EEPROM_I2C, WriteAddr);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV8 事件并清除标志*/
while (! I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(7);
}
/* 循環發送 NumByteToWrite 個資料 */
while (NumByteToWrite--)
{
/* 發送緩沖區中的資料 */
I2C_SendData(EEPROM_I2C, *pBuffer);
/* 指向緩沖區中的下一個資料 */
pBuffer++;
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV8 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(8);
}
}
/* 發送停止信号 */
I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2C, ENABLE);
return 1;
}

       這段頁寫入函數主體跟單位元組寫入函數是一樣的，隻是它在發送資料的時候，使用 for循環控制發送多個資料，發送完多個資料後才産生 I2C 停止信号，隻要每次傳輸的資料小于等于 EEPROM 時序規定的頁大小，就能正常傳輸。

       ⑦ 快速寫入多位元組

       利用 EEPROM 的頁寫入方式，可以改進前面的“ 多位元組寫入”函數，加快傳輸速度。

/* AT24C01/02 每頁有 8 個位元組 */
#define I2C_PageSize 8
/**
* @brief 将緩沖區中的資料寫到 I2C EEPROM 中，采用頁寫入的方式，加快寫入速度
* @param pBuffer:緩沖區指針
* @param WriteAddr:寫位址
* @param NumByteToWrite:寫的位元組數
* @retval 無
*/
void I2C_EE_BufferWrite(uint8_t* pBuffer, uint8_t WriteAddr,
u16 NumByteToWrite)
{
uint8_t NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0;
/*mod 運算求餘，若 writeAddr 是 I2C_PageSize 整數倍，運算結果 Addr 值為 0*/
Addr = WriteAddr % I2C_PageSize;
/*差 count 個資料，剛好可以對齊到頁位址*/
count = I2C_PageSize - Addr;
/*計算出要寫多少整數頁*/
NumOfPage = NumByteToWrite / I2C_PageSize;
/*mod 運算求餘，計算出剩餘不滿一頁的位元組數*/
NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;
/* Addr=0,則 WriteAddr 剛好按頁對齊 aligned */
if (Addr == 0)
{
/* 如果 NumByteToWrite < I2C_PageSize */
if (NumOfPage == 0)
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
}
/* 如果 NumByteToWrite > I2C_PageSize */
else
{
/*先把整數頁都寫了*/
while (NumOfPage--)
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize);
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
WriteAddr += I2C_PageSize;
pBuffer += I2C_PageSize;
}
/*若有多餘的不滿一頁的資料，把它寫完*/
if (NumOfSingle!=0)
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
}
}
}
/* 如果 WriteAddr 不是按 I2C_PageSize 對齊 */
else
{
/* 如果 NumByteToWrite < I2C_PageSize */
if (NumOfPage== 0)
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
}
/* 如果 NumByteToWrite > I2C_PageSize */
else
{
/*位址不對齊多出的 count 分開處理，不加入這個運算*/
NumByteToWrite -= count;
NumOfPage = NumByteToWrite / I2C_PageSize;
NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;
/*先把 WriteAddr 所在頁的剩餘位元組寫了*/
if (count != 0)
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
/*WriteAddr 加上 count 後，位址就對齊到頁了*/
WriteAddr += count;
pBuffer += count;
}
/*把整數頁都寫了*/
while (NumOfPage--)
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize);
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
WriteAddr += I2C_PageSize;
pBuffer += I2C_PageSize;
}
/*若有多餘的不滿一頁的資料，把它寫完*/
if (NumOfSingle != 0)
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
}
}
}
}

        很多讀者覺得這段代碼的運算很複雜，看不懂，其實它的主旨就是對輸入的資料進行分頁(本型号晶片每頁 8 個位元組)，見表 23-2。通過“整除”計算要寫入的資料NumByteToWrite 能寫滿多少“完整的頁”，計算得的值存儲在 NumOfPage 中，但有時資料不是剛好能寫滿完整頁的，會多一點出來，通過“求餘”計算得出“不滿一頁的資料個數”就存儲在 NumOfSingle 中。計算後通過按頁傳輸 NumOfPage 次整頁資料及最後的NumOfSing 個資料，使用頁傳輸，比之前的單個位元組資料傳輸要快很多。

        除了基本的分頁傳輸，還要考慮首位址的問題，見下下表。若首位址不是剛好對齊到頁的首位址，會需要一個 count 值，用于存儲從該首位址開始寫滿該位址所在的頁，還能寫多少個資料。實際傳輸時，先把這部分 count 個資料先寫入，填滿該頁，然後把剩餘的資料(NumByteToWrite-count)，再重複上述求出 NumOPage 及 NumOfSingle 的過程，按頁傳輸到 EEPROM。

1. 若 writeAddress=16，計算得 Addr=16%8= 0 ， count=8-0= 8；

2. 同時，若 NumOfPage=22，計算得 NumOfPage=22/8= 2， NumOfSingle=22%8= 6。

3. 資料傳輸情況如表 23-2

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4. 若 writeAddress=17，計算得 Addr=17%8= 1， count=8-1= 7；

5. 同時，若 NumOfPage=22，

6. 先把 count 去掉，特殊處理，計算得新的 NumOfPage=22-7= 15

7. 計算得 NumOfPage=15/8= 1， NumOfSingle=15%8= 7。

8. 資料傳輸情況如下表

梳理STM32F429之通信傳輸部分---NO.5 硬體IIC

       最後，強調一下， EEPROM 支援的頁寫入隻是一種加速的 I2C 的傳輸時序，實際上并不要求每次都以頁為機關進行讀寫， EEPROM 是支援随機通路的(直接讀寫任意一個位址)， EEPROM 資料寫入和擦除的最小機關是“位元組”而不是“頁”，資料寫入前不需要擦除整頁。

       ⑧ 從 EEPROM 讀取資料

       從 EEPROM 讀取資料是一個複合的 I2C 時序，它實際上包含一個寫過程和一個讀過程，見下圖。

梳理STM32F429之通信傳輸部分---NO.5 硬體IIC
/**
* @brief 從 EEPROM 裡面讀取一塊資料
* @param pBuffer:存放從 EEPROM 讀取的資料的緩沖區指針
* @param ReadAddr:接收資料的 EEPROM 的位址
* @param NumByteToRead:要從 EEPROM 讀取的位元組數
* @retval 正常傳回 1，異常傳回 0
*/
uint8_t I2C_EE_BufferRead(uint8_t* pBuffer, uint8_t ReadAddr,
u16 NumByteToRead)
{
I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
while (I2C_GetFlagStatus(EEPROM_I2C, I2C_FLAG_BUSY))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(9);
}
/* 産生 I2C 起始信号 */
I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2C, ENABLE);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV5 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(10);
}
/* 發送 EEPROM 裝置位址 */
I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2C,EEPROM_ADDRESS,I2C_Direction_Transmitter);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV6 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C,
I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(11);
}
/*通過重新設定 PE 位清除 EV6 事件 */
I2C_Cmd(EEPROM_I2C, ENABLE);
/* 發送要讀取的 EEPROM 内部位址(即 EEPROM 内部存儲器的位址) */
I2C_SendData(EEPROM_I2C, ReadAddr);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV8 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C,I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(12);
}
/* 産生第二次 I2C 起始信号 */
I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2C, ENABLE);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV5 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(13);
}
/* 發送 EEPROM 裝置位址 */
I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2C, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);
I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
/* 檢測 EV6 事件并清除标志*/
while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C,
I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED))
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(14);
}
/* 讀取 NumByteToRead 個資料*/
while (NumByteToRead)
{
/*若 NumByteToRead=1，表示已經接收到最後一個資料了，
發送非應答信号，結束傳輸*/
if (NumByteToRead == 1)
{
/* 發送非應答信号 */
I2C_AcknowledgeConfig(EEPROM_I2C, DISABLE);
/* 發送停止信号 */
I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2C, ENABLE);
}
I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
while (I2C_CheckEvent(EEPROM_I2C, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED)==0)
{
if ((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(3);
}
{
/*通過 I2C，從裝置中讀取一個位元組的資料 */
*pBuffer = I2C_ReceiveData(EEPROM_I2C);
/* 存儲資料的指針指向下一個位址 */
pBuffer++;
/* 接收資料自減 */
NumByteToRead--;
}
}
/* 使能應答，友善下一次 I2C 傳輸 */
I2C_AcknowledgeConfig(EEPROM_I2C, ENABLE);
return 1;
}      
/**
* @brief I2C(AT24C02)讀寫測試
* @param 無
* @retval 正常傳回 1 ，不正常傳回 0
*/
uint8_t I2C_Test(void)
{
u16 i;
EEPROM_INFO("寫入的資料");
for ( i=0; i<=255; i++ ) //填充緩沖
{
I2c_Buf_Write[i] = i;
printf("0x%02X ", I2c_Buf_Write[i]);
if (i%16 == 15)
printf("\n\r");
}
//将 I2c_Buf_Write 中順序遞增的資料寫入 EERPOM 中
//頁寫入方式
// I2C_EE_BufferWrite( I2c_Buf_Write, EEP_Firstpage, 256);
//位元組寫入方式
I2C_EE_ByetsWrite( I2c_Buf_Write, EEP_Firstpage, 256);
EEPROM_INFO("寫結束");
EEPROM_INFO("讀出的資料");
//将 EEPROM 讀出資料順序保持到 I2c_Buf_Read 中
I2C_EE_BufferRead(I2c_Buf_Read, EEP_Firstpage, 256);
//将 I2c_Buf_Read 中的資料通過序列槽列印
for (i=0; i<256; i++)
{
if (I2c_Buf_Read[i] != I2c_Buf_Write[i])
{
printf("0x%02X ", I2c_Buf_Read[i]);
EEPROM_ERROR("錯誤:I2C EEPROM 寫入與讀出的資料不一緻");
return 0;
}
printf("0x%02X ", I2c_Buf_Read[i]);
if (i%16 == 15)
printf("\n\r");
}
EEPROM_INFO("I2C(AT24C02)讀寫測試成功");
return 1;
}      
/**
* @brief 主函數
* @param 無
* @retval 無
*/
int main(void)
{
LED_GPIO_Config();
LED_BLUE;
/*初始化 USART1*/
Debug_USART_Config();
printf("\r\n 這是一個 I2C 外設(AT24C02)讀寫測試例程 \r\n");
/* I2C 外設(AT24C02)初始化 */
I2C_EE_Init();
if (I2C_Test() ==1)
{
LED_GREEN;
}
else
{
LED_RED;
}
while (1)
{
}
}
硬體IIC STM32F4 通信傳輸部分 EEPROM 頁寫入
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