[开源/进行中直播] gpio模拟的i2c at24cxx读写源码

辛昕 2015-9-6 23:24 楼主

这是针对atmel官方最新的at24cxx系列数据手册中的时序和延时写的一个函数。基于stm32f407,但因为使用模拟i2c,而不是硬件i2c，所以稍作简单的io寄存器操作和延时修改，源码的移植非常简单。几点说明： 1.之所以不使用硬件i2c,是因为stm32几个系列的硬件i2c都做得不太好，硬件上据说不太稳定，但最主要的是，ST库的实现非常复杂，用起来非常麻烦。故而，很多人称之为鸡肋，而弃之不用。我曾有过在stm8s上的使用经验确实也发现如此，故而我也不用。 PS：据称stm32f0系列的硬件i2c有了进步，有机会试试再说。 2.这个at24cxx的函数没有考虑多主机冲突和仲裁的情形，只是处理了简单的一主一从的情形，当然，对于一主多从的情形也是一样的； 3.这个模块本身不提供读写操作的线程保护。需要的话，需要另行在调用层面使用信号锁等措施。下面逐个楼层贴出代码，主要是为了避免一大段代码，而采用分部分贴。 .c / .h 源文件下载

at24cxx_eeworld.rar (3.2 KB)
(下载次数: 36, 2015-9-6 23:33 上传)

本帖最后由辛昕于 2015-9-6 23:33 编辑

强者为尊，弱者，死无葬身之地

回复评论（22）

沙发辛昕

源文件头部说明和微妙级延时部分 io寄存器操作等可移植部分

/*
参考各类文档以及飞利浦官方2014 i2c文档，对i2c有以下简单几点说明：
1.时钟线、数据线皆为高时，意味着总线空闲；
2.这个源文件实现的i2c总线读写操作不考虑多主机冲突和仲裁的情形，仅提供一主多从的处理；
所以，在开始信号之后，时钟线为低，以占住总线，并且只在结束信号之后，才恢复总线空闲；
初始状态：(合适的话，作为每个动作后的结束状态)
3.因为开始信号和结束信号都以时钟线高时的脉冲沿来标识，故此，需要通过代码上来避免
时钟线在不同的操作后可能的处于高电平时，避免此时数据线的电平变化误触发开始、结束信号，
而改变过去默认让每个动作过后，时钟线都保持在低作为默认状态；
4.在一主多从的情况下，不需要担心同一个i2c设备被不同进程同时操作——即使当前i2c设备
处在一个读写过程中，即总线忙的状态下，也可以通过重新发起一次开始信号重新开始一次新的操作；
至于前面的数据读写失败，作废，这已经不能通过i2c本身来仲裁了，这种情形为了避免进程读写
操作冲突，只能通过信号锁等其他上层机制来保证了。
*/
#include "stm32f4xx_gpio.h"
#include "stm32f4xx_rcc.h"
#include "at24cxx.h"
// 微妙级延时：此处有一些奇怪，我曾发现，我把i循环调到几百次几千次后，发现延时时间的变化
// 不符合数值变化（不是线性变化），原因未明，恐怕要查到汇编级，但看了也看不出太大毛病
void delay(void)
{
int i;
for(i = 0;i < 25;i++)
__ASM("NOP");
}
#define _1us {delay();}
#define _5us {_1us;_1us;_1us;_1us;_1us;}
#define _10us {_5us;_5us;}
// 时序延时
// 限于测试工具，所以这里没有到1us以下的测试；另外，由于硬件上没有其他at24cxx器件，所以也
// 没测试其他型号。只是这里用宏方便管理和修改，待用到的时候可仔细测试；
//512 pdf (1.7V/2.5V)
#define SETUP_START _1us //0.6us/0.25us(min)
#define HOLD_START _1us //0.6us/0.25us(min)
#define SETUP_STOP _1us; //0.6us/0.25us(min)
#define SETUP_DATA _1us; //0.6us/0.25us(min)
#define HOLD_DATA {} //0
#define CLOCK_LOW_DATA_VALID _1us; //0.05~0.9us/0.05~0.55us
#define DATA_HOLD _1us; //50ns(min)
#define HIGH_TIME _1us; //0.6us/0.4us
#define LOW_TIME {_1us;_1us;} //1.3us/0.4us
// tBuf min between start and stop 1.3us/0.5us
// end of 微妙级延时 ----------------------------
// BSRRL和BSRRH反过来了？？
#define I2C1_SCK_OUT {GPIOB->MODER &= 0xfffcffff;GPIOB->MODER |= 0x00010000;}
#define I2C1_SCK_HIGH GPIOB->BSRRL |= 0x0100
#define I2C1_SCK_LOW GPIOB->BSRRH |= 0x0100
#define I2C1_SDA_OUT {GPIOB->MODER &= 0xffff3fff;GPIOB->MODER |= 0x00004000;}
#define I2C1_SDA_IN GPIOB->MODER &= 0xffff3fff
#define I2C1_SDA_HIGH GPIOB->BSRRL |= 0x0080
#define I2C1_SDA_LOW GPIOB->BSRRH |= 0x0080
#define I2C1_SDA_STATUS (GPIOB->IDR & 0x0080)
// 对接收不到的应答进行计数，以避免让简单的写字节函数直接返回这个信息，可在发现了错误操作后
// 通过这个函数查询，这是在字节层面上做检查；
// 可简化写字节过程的检查也利于高速；
static int i2c1_ack_lack_times = 0;
int is_i2c1_ack_not_found(void)
{
return i2c1_ack_lack_times;
}
void i2c1_gpio_init(void)
{
RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOB,ENABLE);
I2C1_SCK_OUT;
I2C1_SDA_OUT;
GPIOB->OSPEEDR |= 0x003c000; // pin 8 7，设为 0x11;100Mhz
GPIOB->OTYPER &= 0xfffffe7f; // pin 8 7,设为 0；默认输出模式
GPIOB->PUPDR &= 0xfffc3fff; // pin 8 7，设为 0x00; 无上拉下拉
}
//------------------------------------------------------------------------------

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点赞 2015-9-6 23:26

板凳辛昕

妈的，这代码功能一直有毛病。
我添加了N次愣是不行，最后不得已弄了两个代码框，结果格式全毁了

而且，这个代码框内也没有不同颜色和高亮功能，简直是鸡肋

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点赞 2015-9-6 23:30

4楼辛昕

i2c读写操作部分

void i2c1_init(void)
{
i2c1_gpio_init();
I2C1_SCK_HIGH;
I2C1_SDA_HIGH;
}
// 应确保所有涉及改SDA为输入状态的操作完后都恢复成默认输出状态
void i2c1_start(void)
{
I2C1_SDA_HIGH;
I2C1_SCK_HIGH;
SETUP_START;
I2C1_SDA_LOW;
HOLD_START;
}
//产生IIC停止信号
void i2c1_stop(void)
{
I2C1_SDA_LOW;
I2C1_SCK_HIGH;
SETUP_STOP;
I2C1_SDA_HIGH;
}
void i2c1_wait_ack(void)
{
char time=0;
I2C1_SDA_IN; //切换回数据输入
I2C1_SCK_HIGH; //拉高总线等待ACK
while(I2C1_SDA_STATUS)
{
time++;
if(time>250)
{
if(i2c1_ack_lack_times < i2c1_ack_lack_times+1)
i2c1_ack_lack_times++;
return;
}
}
i2c1_ack_lack_times = 0; // 一旦有一次应答，则清除该标志
I2C1_SCK_LOW; //成功收到slave回应的ACK,拉低时钟结束
I2C1_SDA_OUT;
}
//产生ACK应答
void i2c1_ack(void)
{
I2C1_SCK_LOW;
SETUP_DATA;
I2C1_SDA_OUT;
I2C1_SDA_LOW; // 应答
HOLD_DATA;
I2C1_SCK_HIGH; // 拉高时钟线数据有效
HIGH_TIME;
I2C1_SCK_LOW; //应该与结束信号配合有关
}
//不产生ACK应答
void i2c1_nack(void)
{
I2C1_SCK_LOW;
SETUP_DATA;
I2C1_SDA_OUT;
I2C1_SDA_HIGH; // 不应答
HOLD_DATA;
I2C1_SCK_HIGH; // 拉高时钟线数据有效
HIGH_TIME;
I2C1_SCK_LOW; //应该与结束信号配合有关
}
void i2c1_send_byte(char txd)
{
char t;
I2C1_SCK_LOW;
I2C1_SDA_OUT;
// 时钟低电平时间
for(t=0;t<8;t++)
{
if( (txd&0x80)>>7 == 1)
I2C1_SDA_HIGH;
else
I2C1_SDA_LOW;
txd<<=1;
SETUP_DATA;
I2C1_SCK_HIGH; // 拉高数据有效
HIGH_TIME;
I2C1_SCK_LOW; // 允许下一位变
HOLD_DATA;
}
i2c1_wait_ack();
}
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK
char i2c1_read_byte(char ack)
{
char i,receive=0;
I2C1_SDA_IN;
for(i=0;i<8;i++ )
{
I2C1_SCK_LOW;
CLOCK_LOW_DATA_VALID;
I2C1_SCK_HIGH;
receive<<=1; //数据接收操作
if(I2C1_SDA_STATUS)
receive++;
DATA_HOLD;
}
if (!ack)
i2c1_nack();//发送nACK
else
i2c1_ack(); //发送ACK
return receive;
}

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5楼辛昕

at24cxx读写操作和简单测试函数（完）

void at24cxx_byte_write(short Add,char Byte)
{
i2c1_start();
i2c1_send_byte(0xAE);
i2c1_send_byte((char)((Add>>8)&0xff));
i2c1_send_byte((char)((Add>>0)&0xff));
i2c1_send_byte(Byte);
i2c1_stop();
}
void at24cxx_page_write(short Add,char *data,int len)
{
int i;
i2c1_start();
i2c1_send_byte(0xAE);
i2c1_send_byte((char)((Add>>8)&0xff));
i2c1_send_byte((char)((Add>>0)&0xff));
// 缺一个最大页写限制
for(i = 0;i < len;i++)
i2c1_send_byte(data[i]);
i2c1_stop();
}
char at24cxx_byte_read(short Add)
{
char Recv = 0;
i2c1_start();
i2c1_send_byte(0xAE);
i2c1_send_byte((char)((Add>>8)&0xff));
i2c1_send_byte((char)((Add>>0)&0xff));
i2c1_start();
i2c1_send_byte(0xAF);
Recv = i2c1_read_byte(0);
i2c1_stop();
return Recv;
}
int at24cxx_sequence_read(short Add,char *buff,int len)
{
char Recv = 0;
int i;
i2c1_start();
i2c1_send_byte(0xAE);
i2c1_send_byte((char)((Add>>8)&0xff));
i2c1_send_byte((char)((Add>>0)&0xff));
i2c1_start();
i2c1_send_byte(0xAF);
// 限制只有存储器大小范围
do
{
buff[i] = i2c1_read_byte(1);
i++;
}while(i<len - 1);
buff[i] = i2c1_read_byte(0);
i2c1_stop();
return i;
}
//------------------------------------------------------------------------------
void delay_ms(void)
{
int i;
for(i = 0;i < 1000000;i++)
__ASM("NOP");
}
void i2c1_gpio_test(void)
{
char u;
char t[3] = {0x04,0x33,0x14};
char r[3];
at24cxx_page_write(0x0001,t,3);
delay_ms();
at24cxx_byte_write(0x0004,0x34);
delay_ms();
at24cxx_byte_write(0x0005,0x03);
delay_ms();
u = at24cxx_byte_read(0x0033);
delay_ms();
u = at24cxx_byte_read(0x0001);
delay_ms();
at24cxx_sequence_read(0x0002,r,4);
delay_ms();
u = at24cxx_byte_read(0x0004);
}
// end of file -----------------------

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点赞 2015-9-6 23:31

6楼 574433742

分享铸就美好未来。。。

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7楼辛昕

引用: 574433742 发表于 2015-9-6 23:38

别光顾着竖拇指。
漏了很多东西没处理好。

说说看，能想到多少

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点赞 2015-9-6 23:51

8楼辛昕

发完后，洗澡时才想到遗漏了很多要补充的：

at24cxx 系列不同容量的片子在很多操作的地方存在差异,比如
1.设备地址 A0 A1 A2；
2.存储地址的字节数；
3.不同容量的地址范围，页写最大长度；
另外，还需要多增加一些错误标志位，既然采用 no-ack这个写法就要继续，比如至少目前想到的
超出读写地址范围，这些应以位记录；

这些，基本上都和不同容量型号有关，而这个源码中只考虑到不同容量的时序延时上的差别，其他
都还没考虑到，待后续完善；
同时，初始化函数应增加一个和型号有关的形参；

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