2020年04月04日 | STM32——EEPROM

一、I2C接口读写EEPROM（AT24C02）

——主模式，分别用作主发送器和主接收器。通过查询事件的方式来确保正常通信。

1、I2C接口初始化

与其他对GPIO 复用的外设一样，它先调用了用户函数I2C_GPIO_Confi g() 配置好 I 2 C 所用的 I/O端口，然后再调用用户函数 I2C_Mode_Confi gu() 设置 I 2 C 的工作模式，并使能相关外设的时钟。

void I2C_EE_Init(void)

{

  I2C_GPIO_Config();

  I2C_Mode_Config();

  /* 根据头文件 i2c_ee.  14 h 中的定义来选择 EEPROM 要写入的地址 */

#ifdef EEPROM_Block0_ADDRESS /* 选择 EEPROM Block0 来写入 */

  EEPROM_ADDRESS = EEPROM_Block0_ADDRESS;

#endif

#ifdef EEPROM_Block1_ADDRESS  /* 选择 EEPROM Block1 来写入 */

  EEPROM_ADDRESS = EEPROM_Block1_ADDRESS;

#endif

#ifdef EEPROM_Block2_ADDRESS  /* 选择 EEPROM Block2 来写入 */

  EEPROM_ADDRESS = EEPROM_Block2_ADDRESS;

#endif

#ifdef EEPROM_Block3_ADDRESS  /* 选择 EEPROM Block3 来写入 */

  EEPROM_ADDRESS = EEPROM_Block3_ADDRESS;

#endif

}

（1）EEPROM地址

AT24C02：256字节，高四位硬性规定，最低位是R/W（传输方向选择位），在制作硬件时，我们可以根据需要改变的是地址位中的 A2、A1、A0 位。原理图上面全接地，所以它的地址为 ：0xA0 或 0xA1。

2、GPIO端口初始化

static void I2C_GPIO_Config(void)

{

  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

  /* 使能与 I2C1 有关的时钟 */

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);

  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);

  /*  配置SCL SDA引脚速率输出方式 */

  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;

  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;  // 开漏输出

  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

}

3、I2C模式初始化

typedef struct

{

  uint32_t I2C_ClockSpeed;

  uint16_t I2C_Mode;

  uint16_t I2C_DutyCycle;

  uint16_t I2C_OwnAddress1;

  uint16_t I2C_Ack;

  uint16_t I2C_AcknowledgedAddress;

} I2C_InitTypeDef;

（1）I2C_Mode：本成员是选择 I 2 C 的使用方式，有 I 2 C 模式（I2C_Mode_I2C）和SMBus 模式。（I2C_Mode_SMBusDevice、I2C_Mode_SMBusHost）

（2）I2C_DutyCycle：设置的是 I 2 C 的 SCL 线时钟的占空比。在 STM32 的 I 2 C 占空比配置中有两个选择，分别为高电平时间和低电平时间之比为16 ：9 （I2C_DutyCycle_16_9）和 2 ：1（ I2C_DutyCycle_2）。

（3）I2C_OwnAddress1：本 成 员 配 置 的 是 STM32 的 I 2 C 设 备 自 己 的 地 址， 每个 连 接 到 I 2 C 总线上的设备都要有一个自己的地址，作为主机也不例外。这个地址可以被配置为 7 位和 10 位地址。我们把这个地址设置为 0x0A （自定义宏I2C1_OWN_ADDRESS7 的值）。

（4）I2C_Ack_Enable：本成员关于 I 2 C 应答设置，设置为使能则每接收到一个字节就返回一个应答信号。配置为允许应答（I2C_Ack_Enable），这是绝大多数遵循 I 2 C标准的设备通信的要求，改为禁止应答 （I2C_Ack_Disable）往往会导致通信错误。

（5）I2C_AcknowledgeAddress：本成员选择 I 2 C 的寻址模式是 7 位还是 10 位地址。这需要根据实际连接到 I 2C 总线上设备的地址进行选择。与 EEPROM 进行通信，使用的为 7 位寻址模式（I2C_AcknowledgedAddress_7bit）。

（6）I2C_ClockSpeed：本成员设置的是 I 2 C 的传输速率，在调用初始化函数时，函数会根据我们输入的数值经过运算后把分频值写入到 I 2 C 的时钟控制寄存器。而我们写入的这个参数值不得高于 400 kHz。——400000

对结构体成员赋值完成后，我们调用库函数 I2C_Init() 根据我们的配置对 I 2 C 进行初始化， 并调用库函数 I2C_Cmd() 使能I 2 C 外设。 

static void I2C_Mode_Configu(void)

{

  I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;

  I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;  /* I2C 配置 */

  I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;  /* 高电平数据稳定，低电平数据变化 SCL  时钟线的占空比 */

  I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 = I2C1_OWN_ADDRESS7;

  I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;

  I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;  /* I2C 的寻址模式 */

  I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;  /* 通信速率 */

  I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);  /* I2C1 初始化 */

  I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);  /* 使能 I2C1 */

}

二、对EEPROM的读写操作

void I2C_Test(void)

{

  u16 i;

  printf("写入的数据nr");

  for ( i = 0; i <= 255; i++ ) //填充缓冲

  {

    I2c_Buf_Write[i] = i;

    printf("0x%02X ", I2c_Buf_Write[i]);

    if (i % 16 == 15)

    {

      printf("nr");

    }

  }

I2C_EE_BufferWrite( I2c_Buf_Write, EEP_Firstpage, 256);  //将 I2c_Buf_Write 中顺序递增的数据写入 EERPOM 中

  printf("nr 写成功nr");

  printf("nr 读出的数据nr");

  I2C_EE_BufferRead(I2c_Buf_Read, EEP_Firstpage, 256);  //将 EEPROM 读出数据顺序保持到 I2c_Buf_Read 中

//将 I2c_Buf_Read 中的数据通过串口打印

  for (i = 0; i < 256; i++)

  {

    if (I2c_Buf_Read[i] != I2c_Buf_Write[i])

    {

      printf("0x%02X ", I2c_Buf_Read[i]);

      printf("错误:I2C EEPROM 写入与读出的数据不一致nr");

      return;

    }

    printf("0x%02X ", I2c_Buf_Read[i]);

    if (i % 16 == 15)

    {

      printf("nr");

    }

  }

  printf("I2C(AT24C02)读写测试成功nr");

}

功能是把数值 0 ～ 255 按顺序填入缓冲区数组，并通过串口打印到终端，接着通过用户函数I2C_EE_BufferWrite()把缓冲区的数据写入EEPROM。写入成功之后，利用用户函数 I2C_EE_BufferRead() 把数据读取出来，进行校验，判断数据是否被正确写入。 

void I2C_EE_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;

  /* If WriteAddr is I2C_PageSize aligned */

  if (Addr == 0)

  {

    /* If NumByteToWrite < I2C_PageSize */

    if (NumOfPage == 0)

    {

      I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

      I2C_EE_WaitEepromStandbyState();

    }

    /* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */

    else

    {

      while (NumOfPage--)

      {

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize);

        I2C_EE_WaitEepromStandbyState();

        WriteAddr += I2C_PageSize;

        pBuffer += I2C_PageSize;

      }

      if (NumOfSingle != 0)

      {

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

        I2C_EE_WaitEepromStandbyState();

      }

    }

  }

  /* If WriteAddr is not I2C_PageSize aligned */

  else

  {

    /* If NumByteToWrite < I2C_PageSize */

    if (NumOfPage == 0)

    {

      I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

      I2C_EE_WaitEepromStandbyState();

    }

    /* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */

    else

    {

      NumByteToWrite -= count;

      NumOfPage = NumByteToWrite / I2C_PageSize;

      NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;

      if (count != 0)

      {

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);

        I2C_EE_WaitEepromStandbyState();

        WriteAddr += count;

        pBuffer += count;

      }

      while (NumOfPage--)

      {

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize);

        I2C_EE_WaitEepromStandbyState();

        WriteAddr += I2C_PageSize;

        pBuffer += I2C_PageSize;

      }

      if (NumOfSingle != 0)

      {

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

        I2C_EE_WaitEepromStandbyState();

      }

    }

  }

}

AT24C02 的 EEPROM 分为 32 页，每页可存储8个字节的数据，若在同一页写入超过 8 字节，则超过的部分会被写在该页的起始地址，这样部分数据会被覆盖。为了把连续的缓冲区数组按页写入 EEPROM，就需要对缓冲区进入分页处理。I2C_EE_BufferWrite() 函数根据我们输入的缓冲区大小参数 NumByteToWrite，计算出我们需要写入多少页，并计算写入位置。分页处理好之后，调用 I2C_EE_PageWrite() 函数，这个函数是与 EEPROM 进行I2 C通信的最底层函数，它与 STM32 的 I 2 C 库函数使用密切相关。

void I2C_EE_PageWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u8 NumByteToWrite)

{

  while (I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY));

  I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);  /* Send START condition */

  while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));  /* Test on EV5 and clear it */

  I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);  /* Send EEPROM address for write */

  while (!I2C_CheckEvent(I2C1,  I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));  /* Test on EV6 and clear it */

  I2C_SendData(I2C1, WriteAddr);  /* Send the EEPROM's internal address to write to */

  while (! I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));  /* Test on EV8 and clear it */

  while (NumByteToWrite--)  /* While there is data to be written */

  {

    I2C_SendData(I2C1, *pBuffer);    /* Send the current byte */

    pBuffer++;    /* Point to the next byte to be written */

    while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED) );    /* Test on EV8 and clear it */

  }

  I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);  /* Send STOP condition */

}

1、EEPROM页写入时序

这个页写入的函数是根据 EEPROM 的页写入时序来编写的。

调用库函数I2C_Generate START() 产生 I 2 C 的通信起始信号 S。

调用库函数I2C_Send7bitAddress() 把前面条件编译中赋值的变量EEPROM_ADDRESS 地 址 通 过 I 2 C1接口发送出去，数据传输方向为STM32的I2 C发送数据（I2C_Direction_Transmitter）。

调 用 库 函 数I2C_SendData() ， 请 注 意 这 个 库 函 数 的 输 入 参 数 为WriteAddr，根据 EEPROM 的页写入时序，发送完 I 2 C 的地址后的第一个数据并不就是要写入 EEPROM 的数据， EEPROM 对这个数据解释为将要对存储矩阵写入的地址，这个参数 WriteAddr 是在我们调用 I2C_EE_PageWrite() 函数时作为参数输入的。这个库函数实际上是把数据传输到数据寄存器，再由 I 2 C 模块根据 I 2 C 协议发送出

去。

调用I2C_SendData() 函数，向 EEPROM 发送要写入的数据，根据EEPROM 的页写入时序，这些数据将会被写入到前面发送的页地址中，若连续写入超过一页的最大字节数（8个），则多出来的数据会重新从该页的起始地址连续写入，覆盖前面的数据。

调用库函数I2C_Generate STOP() 产生 I 2 C 传输结束信号，完成一次 I2 C 通信。

2、I2C事件检测

在 I2 C的通信过程中，会产生一系列的事件，出现事件后在相应的寄存器中会产生标志位。

若发出了起始信号，会产生事件 5（EV5），即 STM32 的 I 2 C成为主机模式；继续发送完 I 2C 设备寻址并得到应答后，会产生 EV6，即 STM32 的 I 2C 成为数据发送端；之后发送数据完成会产生 EV8 等。我们在做出 I 2 C 通信操作时，可以通过循环调用库函数I2C_CheckEvent()进行事件查询，以确保上一操作完成后才进行下一操作。

3、等到EEPROM内部写入完成

void I2C_EE_WaitEepromStandbyState(void)

{

  vu16 SR1_Tmp = 0;

  do

  {

    I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);    /* Send START condition */

    SR1_Tmp = I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);    /* Read I2C1 SR1 register */