2018年05月20日 | STM32F407之模拟I2C（二）之24C128

模拟I2C测试24C128的读写

#define GPIO_PORT_I2C GPIOH/* GPIO端口 */

#define I2C_SCL_PIN GPIO_Pin_4/* 连接到SCL时钟线的GPIO */
#define I2C_SDA_PIN GPIO_Pin_5/* 连接到SDA数据线的GPIO */
/* 定义读写SCL和SDA的宏 */
#define I2C_SCL_1()  GPIO_PORT_I2C->BSRRL = I2C_SCL_PIN/* SCL = 1 */
#define I2C_SCL_0()  GPIO_PORT_I2C->BSRRH = I2C_SCL_PIN/* SCL = 0 */


#define I2C_SDA_1()  GPIO_PORT_I2C->BSRRL = I2C_SDA_PIN/* SDA = 1 */
#define I2C_SDA_0()  GPIO_PORT_I2C->BSRRH = I2C_SDA_PIN/* SDA = 0 */


#define I2C_SDA_READ()   GPIO_ReadInputDataBit(GPIOH,GPIO_Pin_5)/* 读SDA口线状态 */
#define I2C_SCL_READ()    GPIO_ReadInputDataBit(GPIOH,GPIO_Pin_4)/* 读SCL口线状态 */
/****************************************************************************************
*函 数 名:bsp_InitI2c
*函数功能:初始化i2c的io
*形    参:无
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/
void bsp_InitI2c(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_initStructure;

RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AHB1Periph_GPIOH,ENABLE);

GPIO_initStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT;
GPIO_initStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD;
GPIO_initStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5;
GPIO_initStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL;
GPIO_initStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_100MHz;
GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_initStructure);
}


/****************************************************************************************
*函 数 名:i2c_Delay
*函数功能:延时
*形    参:无
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/
static void i2c_Delay(void)
{
uint8_t i=0;
for(i = 0; i < 30; i++);
}


/****************************************************************************************
*函 数 名:i2c_start
*函数功能:开始信号  
*形    参:无
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/
void i2c_start(void)
{
I2C_SCL_0();/*SCL为高电平，SDA由高到低的跳变 就是开始信号*/
i2c_Delay();
I2C_SDA_1();
i2c_Delay();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SDA_0();
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
/****************************************************************************************
*函 数 名:i2c_stop
*函数功能:结束
*形    参:无
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/
void i2c_stop(void)
{
I2C_SCL_0();/*SCL在高电平期间，SDA由低到高的跳变 就是停止信号*/
i2c_Delay();
I2C_SDA_0();
i2c_Delay();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SDA_1();
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
/****************************************************************************************
*函 数 名:i2c_WaitAck
*函数功能:从器件应答
*形    参:无
*返 回 值:1 从器件应答
*****************************************************************************************/
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{
uint8_t re;
uint16_t i=0;/*SCL为高电平 从器件把ASD拉低 称为从器件应答*/
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
I2C_SDA_1();
i2c_Delay();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
while(I2C_SDA_READ() && (i < 65530))/*防止从器件不应答 在这死等*/
{
i++;
}
if(i < 65530)/*小于65530 表示已经应答   具体i的值是多少我也不知道 这里只是大概*/
re = 1;
else
re = 0;
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
return re;
}
/****************************************************************************************
*函 数 名:i2c_Ack
*函数功能:主器件应答
*形    参:无
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/
void i2c_Ack(void)
{
I2C_SCL_0();/*SCL为高电平 SDA为低电平表示主器件应答*/
i2c_Delay();
I2C_SDA_0();
i2c_Delay();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
/****************************************************************************************
*函 数 名:i2c_NAck
*函数功能：主器件不应答
*形    参:无
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/
void i2c_NAck(void)
{
I2C_SCL_0();/*SCL为高电平 SDA为低电平表示主器件非应答*/
i2c_Delay();
I2C_SDA_1();
i2c_Delay();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
/****************************************************************************************
*函 数 名:i2c_SendByte
*函数功能:发送一个字节
*形    参:_ucByte 发送的字节
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{
uint8_t i;
I2C_SCL_0();
for( i = 0; i < 8; i++)
{
if(_ucByte & 0x80)
I2C_SDA_1();
else
I2C_SDA_0();/*SCL上升沿将数据写入器件*/
i2c_Delay();
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
_ucByte = _ucByte << 1;
}
I2C_SDA_1();/*释放数据线*/
i2c_Delay();

}
/****************************************************************************************
*函 数 名:i2c_ReadByte
*函数功能:读到的值
*形    参:无
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/
uint8_t i2c_ReadByte(void)
{
uint8_t i;
uint8_t value = 0;
I2C_SDA_1();/*释放数据线*/
for(i = 0; i < 8; i++)
{
value <<=1;
I2C_SCL_1();
i2c_Delay();
if(I2C_SDA_READ())/*读SDA*/
{
value = value + 1;
}
else
{
value = value;
}
i2c_Delay();/*SCL下降沿将数据取出*/
I2C_SCL_0();
i2c_Delay();
}
return value;

}

/*********************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************************                                                                      上面主要是模拟I2C时序                                                                                                                                                                    ************                                                                      下面就是对24C128的读写操作

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

#define EE_MODEL_NAME "AT24C128"
#define EE_DEV_ADDR 0xA0/* 设备地址 */
#define EE_PAGE_SIZE 64/* 页面大小(字节) */
#define EE_SIZE (16*1024)/* 总容量(字节) */
#define EE_ADDR_BYTES 2/* 地址字节个数 */


#define I2C_WR 0/* 写控制bit */
#define I2C_RD 1/* 读控制bit */

uint8_t buf[EE_SIZE];
/****************************************************************************************
*函 数 名:eeprom_ReadBytes
*函数功能:eeprom读字节
*形    参:_pReadBuf 存放读取的数据  _usAddress 开始读取的地址  _usSize读取的大小
*返 回 值:1 表示读取成功  0 表示读取失败
*****************************************************************************************/


uint8_t eeprom_ReadBytes(uint8_t *_pReadBuf,uint16_t _usAddress,uint16_t _usSize)
{
uint16_t i;
/*第一步：发起I2C启动信号*/
i2c_start();
/*第二步：发送控制字节，高7位表示地址，最低位表示读写控制 0表示写 1表示读*/
i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR);
/*第三步：等待从器件应答 1表示应答 0 表示没有应带*/
if(i2c_WaitAck() != 1)
{
return 0;
}
/*第四步：发送读取的地址 24C128 要发送2次地址*/
i2c_SendByte(_usAddress >> 8);
/*等待从器件应答 1表示应答 0 表示没有应带*/
if(i2c_WaitAck() != 1)
{
return 0;
}
/*发送读取的地址 */
i2c_SendByte(_usAddress);
/*等待从器件应答 1表示应答 0 表示没有应带*/
if(i2c_WaitAck() != 1)
{
return 0;
}
/*第五步：重启I2C总线  之后开始读取数据*/
i2c_start();
/*第六步：发送控制字节 */
i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_RD);
/*等待从器件应答 1表示应答 0 表示没有应带*/
if(i2c_WaitAck() != 1)
{
return 0;
}
/*第七步：循环读取数据*/
for(i = 0; i < _usSize; i++)
{
_pReadBuf[i] = i2c_ReadByte();/*读一个字节*/
if( i != _usSize -1)/*不是最后一个主器件就要应带，是最后一个就主器件非应答*/
{
i2c_Ack();
}
else
{
i2c_NAck();
}
}
/*第八步：发送I2C停止信号*/
i2c_stop();

return 1;

}
/****************************************************************************************
*函 数 名:eeprom_ReadTest
*函数功能:读取整个24C128的数据
*形    参:无
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/
void eeprom_ReadTest(void)
{
uint16_t i;
int32_t Time1,Time2;
Time1 = bsp_GetRunTime();/*获取开始时间*/

if(eeprom_ReadBytes(buf,0,EE_SIZE))/*1 读取成功 0读取失败*/
{
Time2 = bsp_GetRunTime();/*获取结束时间*/
printf("读eeprom成功\r\n");
}
else
{
printf("读eeprom出错\r\n");
}

for(i = 0;i < EE_SIZE ;i++)
{

if(i % 16 == 0)/*输出16个字节换行*/
{
printf("\r\n");
}
printf(" %02X",buf[i]);/*输出数据*/

}
printf("读耗时: %dms,读速度: %dB/s\r\n",Time2 - Time1,(EE_SIZE * 1000) / (Time2 - Time1));


}


/****************************************************************************************
*函 数 名:eeprom_WriteBytes
*函数功能:写整个eeprom测试
*形    参:_pWriteBuf 写入的值  _usAddress 写入的地址 _usSize写入的大小
*返 回 值:1 表示写入成功 0 表示写入失败
*****************************************************************************************/
uint8_t eeprom_WriteBytes(uint8_t *_pWriteBuf,uint16_t _usAddress,uint16_t _usSize)
{
uint16_t i,m;
uint16_t usAddr;
uint16_t num = 0;
usAddr = _usAddress;

for( i = 0; i< _usSize; i++)
{
/*写eeprom不可以像读那样连续读取多个字节，写每次只能在一个页page
24C128每也64个字节*/
if (num % 64 == 0)/*写入64个就要重新开始 因为每page为64*/
{
/*第一步：发送停止信号，启动内部写操作*/
i2c_stop();
/*通过循环判断eeprom内部写操作是否完成*/
for(m = 0; m < 100; m++)
{
/*第二步：发起I2C总线启动信号*/
i2c_start();
/*第三步：发起控制字节，高7位是地址，最低位 0表示写 1表示读*/
i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR);
/*第四步：等待从器件应答 1表示应答 0 表示没有应带*/
if(i2c_WaitAck() == 1)
{
break;
}
if(m >= 100)/*大于100表示从器件没有应答*/
{
return 0;
}
}
/*第五步：发送写入的地址 24C128 要发送2次地址*/
i2c_SendByte(usAddr >> 8);
/*等待从器件应答 1表示应答 0 表示没有应带*/
if(i2c_WaitAck() != 1)
{
return 0;
}
/*发送写入的地址*/
i2c_SendByte(usAddr);
/*等待从器件应答 1表示应答 0 表示没有应带*/
if(i2c_WaitAck() != 1)
{
return 0;
}
}
/*第六步：写入数据*/
i2c_SendByte(_pWriteBuf[i]);
/*等待从器件应答 1表示应答 0 表示没有应带*/
if(i2c_WaitAck() != 1)
{
return 0;
}
num++;
usAddr++;/*地址增1*/
}
/*发送停止信号*/
i2c_stop();
return 1;
}


/****************************************************************************************
*函 数 名:eeprom_WriteTest
*函数功能:写入数据
*形    参:无
*返 回 值:无
*****************************************************************************************/


void eeprom_WriteTest(void)
{
uint16_t i;
int32_t Time1,Time2;

for(i = 0; i < EE_SIZE; i++)
{
buf[i] = 0x01;/*填充要写入的数据*/
}
Time1 = bsp_GetRunTime();/*获取开始时间*/

if(eeprom_WriteBytes(buf,0,EE_SIZE))/*1 表示写入成功 0表示失败*/
{
Time2 = bsp_GetRunTime();/*获取结束时间*/
printf("写eeprom成功\r\n");
}
else
{
printf("写eeprom错误\r\n");
}

printf("写耗时: %dms,写速度: %dB/s\r\n",Time2-Time1,(EE_SIZE *1000)/(Time2-Time1));
}

/*********************************************************************************************************************************************************************************************************************************************        下面就是Main函数   ********************************************************************************************************/

/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: main
* 功能说明: c程序入口
* 形    参：无
* 返 回 值: 错误代码(无需处理)
*********************************************************************************************************
*/
int main(void)
{
uint8_t ch;
/*
ST固件库中的启动文件已经执行了 SystemInit() 函数，该函数在 system_stm32f4xx.c 文件，主要功能是
配置CPU系统的时钟，内部Flash访问时序，配置FSMC用于外部SRAM
*/
bsp_Init();/*初始化I2C的IO*/
/* 进入主程序循环体 */
printf("1 - 读EEPROM (%d 字节)\r\n", EE_SIZE);
printf("2 - 写EEPROM (%d 字节,0x00-0xFF)\r\n", EE_SIZE);
while (1)
{
if(comGetChar(COM1,&ch))/*读取串口数据*/
{
switch(ch)
{
case '1':
eeprom_ReadTest();/*测试读数据*/
printf("\r\n");
break;
case '2':
eeprom_WriteTest();/*测试写数据*/
printf("\r\n");
break;
default:
break;
}
}
}
}