2021年01月14日 | STM32F10x_模拟I2C读写EEPROM

Ⅰ、写在前面

说到IIC，大家都应该不会陌生，我们初学单片机的时候或多或少都知道或http://yunpan.cn/c6WawSRZLjJIa  访问密码

模拟I2C读写EEPROM综合版（切换SDA方向、检测ACK位）实例源代码工程：

http://yunpan.cn/c6WacI2eTkikZ  访问密码

I2C  EEPROM（AT24xx）资料:

https://yunpan.cn/c667rIDPgvwTf  访问密码 1099

STM32F1资料：

https://yunpan.cn/crBUdUGdYKam2  访问密码 ca90

Ⅲ、关于I2C协议

I2C协议的描述请网上搜索，下面将结合时序图+源代码程序一起讲解关于I2C协议中重要的几点。

1.开始和停止条件

SCL时钟电平为高：

SDA数据线由高 -> 低 为总线开始条件；

SDA数据线由低 -> 高 为总线结束条件；

（注意：开始之后将SCL变为低电平，防止误操作SDA使其通信停止，见源代码）

时序图：

源代码程序：

2.数据位传输

SCL时钟电平为低， 可以改换SDA数据线的电平，在SCL上升沿的过程将SDA数据发送出去。

（切记：请先将SCL变为低电平，再改变SDA电平状态。 主要用于I2C读写Byte函数，这两个函数网上很多人写的不规范，引用需注意，在下面我会举例说明）

时序图：

发送一位“高”数据流程:

SCL_LOW时钟低 ->  SDA_HIGH数据 ->  SCL_HIGH时钟高

3.应答位信息

I2C 是以字节（8位）的方式进行传输，总线上每传输完1字节之后会有一个应答信号，主器件(主机)需要产生对应的一个额外时钟。

应答位产生及接收：

1.在（主机）写数据的时候是从机应答（给主机），主机检测；

2.在（主机）读数据的时候是主机应答（给从机），从机检测；

（这里可以借助I2C读写函数一起理解）

1.时序图（主机写，从机应答，主机读取应答）：

2.时序图（主机读，主机产生应答）：

4.I2C写一字节

这里说的I2C写，是主机往从机接入1Byte的数据；

“写”要求按照上面的“数据为传输”来操作：在SCL时钟为低电平时准备好，待SCL为高电平时发送出去。

写完一字节（8位）之后，读取从机的应答位：

若为0，表示从机应答，可以继续下一步操作；

若为1，表示从机非应答，不能进行下一步操作。

注意：

I2C写一字节不是EEPROM写一字节（需要区分开来）。

“简洁版”没有对应答信号做出检测判断，需要检测应答信号，可参考“综合版”

写一字节时序（前面8位数据 + 最后1为应答）：

源代码程序：

I2C写数据（网上常见几种不规范写法 - 或许整个I2C驱动能通信成功，但各个函数之间依赖关系很强，不便理解，也不是标准的函数）：

1.首先将SCL置高：

void I2C_WriteByte(uint8_t Data)

{

  uint8_t cnt;

  for(cnt=0; cnt<8; cnt++)

  {

    I2C_SCL_HIGH; 

    if(Data & 0x80)

      I2C_SDA_HIGH;

    else

      I2C_SDA_LOW;

    Data <<= 1;

    I2C_SCL_LOW;

  }

  I2C_GetAck();

}

这种程序的写法有一个致命的地方（有可能停止，或重新开始I2C通信）：

首先将SCL置高：

A.若之前SDA是低电平，第一位写入高电平,将停止I2C通信。

B.若之前SDA是高电平，第一位写入低电平,将重新开始I2C通信。

2.写完8位数据之后，未将SCL置低（也就是SCL保持高电平状态）：

由于写完8位数据之后，将要读取应答信号，也就是要SDA将从输出状态变为输入状态。

这个时候SCL为高，如果SDA最后一位是低且SDA是开漏模式，需要将SDA释放，也就是要将SDA置位高，那么，这个时候就进行了一个停止操作。

3.时序混乱：

void I2C_WriteByte(uint8_t Data)

{

  uint8_t cnt;

  I2C_SCL_HIGH;

  for(cnt=0; cnt<8; cnt++)

  {

    if(Data & 0x80)

      I2C_SDA_HIGH;

    else

      I2C_SDA_LOW;

    Data <<= 1;

    I2C_SCL_LOW;

    I2C_SCL_HIGH;

  }

  I2C_GetAck();

}

多种问题的例子，有可能产生以下问题：

A.有可能多写1位数据；

B.有可能停止I2C通信；

C.有可能重新开始I2C通信。

5.I2C读一字节

I2C的读一字节函数，其实和“写一字节”类似，只是数据传输方向相反，应答的方向也是相反。

读完一字节（8位）之后，由主机产生应答（或非应答）位：

若产生应答，表示可以继续读下一字节操作（从设备地址指向下一字节）；

若产生非应答，表示不可以继续读下一字节操作；

网上I2C读数据程序和“写数据”类似，存在很多不标准的版本，参考时请注意。

读一字节时序（主机读取前面8位数据 + 主机产生1为非应答<连续读，主机产生应答位>）：

读字节源代码程序：

Ⅳ、EEPROM读写

EEPROM的种类比较多，大多数都遵循I2C协议通信，我们这里就以典型的AT24Cxx为例来讲述通过I2C通信读写AT24Cxx芯片。

EEPROM读（或写）一字节数据需要I2C多次通信过程，下面将讲述几个重要的内容：

1.设备（从机、器件）地址

I2C的开始信号之后的第一步就是发送设备物理地址， AT24Cxx的物理地址的格式如上面：

前面四位固定为：1010

第567位对应A2 A1 A0（有些器件未使用）

第8位是读/写位。

一个设备一般是接地，这就是为什么我们看到A0这个宏定义的来由。

2.数据地址长度

有些芯片数据地址只有8位（如：AT24C01、AT24C02），那么它只发送一字节地址即可；

有些芯片有16位地址，它需要发送两字节地址（看下面读写函数）。

3.EEPROM写一字节数据

EEPROM写数据一般包含下面五步骤（见下面源代码）。这里的写数据，相当于手册中是随机写（任意地址，写一字节数据）。

（未检测应答，需要可以看我提供的另一个源代码程序）

注意两个地方：1.设备地址更加需要看你看引脚的情况；

2.数据地址长度根据芯片不同而不同。

4.EEPROM读一字节数据

EEPROM读数据和写数据相比，要多两个步骤（见下面源代码）。由于要先确定读的地址，所以要先发送地址，使其EEPROM指向对应的地址。（当然，如果当前地址就是需要读取的地址，也可以省略前面发送地址的步骤）。

（在手册中有这么一个步骤“Dummy Write”，有些人把它翻译为“伪操作”，可能很多人不明白它的意思，其实就是确定地址，先要发送地址的意思）

具体请看源代码：（未检测应答，需要可以看我提供的另一个源代码程序）

跟多关于EEPROM的操作（如：页写、多字节读写等），相对来说复杂一点，当你理解单字节读写操作之后，再去理解就容易的多了。具体内容可以下载我提供的实例参考学习。

Ⅴ、说明

EEPROM的读写操作按照I2C标准协议通信，请参看数据手册，有助于提高对I2C的理解。

以上总结仅供参考，若有不对之处，敬请谅解。