2021年01月14日 | STM32F10x_硬件I2C读写EEPROM(标准外设库版本)

Ⅰ、写在前面

上一篇文章是“STM32F10x_模拟I2C读写EEPROM”，讲述使用IO口模拟I2C总线通信，对http://yunpan.cn/c6b8d4mCTPpCj  访问密码

STM32F107VC_硬件I2C读写EEPROM(标准外设库版本)实例源代码工程：

http://yunpan.cn/c6b8HGnAGG4Mf  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、硬件I2C配置

硬件I2C的配置其实很简单，RCC时钟、GPIO、I2C配置等。笔者以F1标准外设库（同时也建议初学者使用官方的标准外设库）为基础建立的工程，主要以库的方式来讲述（若您的F1芯片与提供工程不一样，可微信回复“修改型号”）。

1.RCC时钟源

该函数位于bsp.c文件下面；

RCC是很多初学者，甚至已经工作的朋友容易遗漏的地方，有很多朋友觉得它使用的外设不正常，很大部分是没有配置RCC导致的。

重点注意：

A.外设RCC时钟的配置要在其外设初始化的前面；

B.匹配对应时钟。

比如：RCC_APB2外设不要配置在RCC_APB1时钟里面

【如：RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);这样能编译通过，但这是错误的代码】

2. I2C引脚配置

该函数位于i2c_ee.c文件下面；

1.使用硬件I2C：GPIO_Mode_AF_OD复用开漏模式

2.由于使用硬件I2C，不像使用模拟I2C使用IO操作，所以这里引脚定义的比较“死”GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7。

如果你使用I2C2或者引脚映射，这里的引脚也要跟着改变。

3. I2C配置

该函数位于i2c_ee.c文件下面；

这个函数才是本文的重点：

1.I2C模式:I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;

硬件有多种模式：

I2C_Mode_I2C: I2C模式

I2C_Mode_SMBusDevice: SMBus设备（丛机）模式

I2C_Mode_SMBusHost: 主机模式

2.I2C占空比:I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;

这个参数在快速I2C模式下有效，也就是速度大于100KHz。

I2C_DutyCycle_2：2比1占空比

I2C_DutyCycle_16_9：16比9占空比

感兴趣的朋友可以把时钟配置高于100KHz（如：400KHz），用示波器测一下SCL引脚，可以看得出来占空比不一样。

3.I2C设备地址:I2C_OwnAddress1 = EEPROM_DEV_ADDR;

这个参数是第一个设备（从机）的地址，EEPROM_DEV_ADDR是我们自己宏定义的设备地址。

4.I2C应答:I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;

这个参数的含义请结合上一篇文章“I2C协议”来理解。

5.地址位数:I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;

这个参数就是设备地址位数，需要和后面函数“I2C_Send7bitAddress”一致。

6.I2C速度:I2C_ClockSpeed = I2C_SPEED;

这个参数很好理解，I2C_SPEED是我们宏定义的值“100000”，也就是100KHz的意思。

Ⅳ、硬件I2C读写EEPROM配置

上一篇文章简单提及了一下EEPROM单字节的读写，提供了多字节读写实例，但没有具体描述多字节的具体操作。

下面将详细描述一下单字节读写和多字节读写的操作。请下载“I2C EEPROM资料”和“实例工程”作为参考。

在对EEPROM(AT24Cxx)读写操作之前需要理解两个参数（可见源代码i2c_ee.h文件）：

A.“数据字”地址长度：也就是存数据的地址有多少位。具体分类（见数据手册）如下：

 8位: AT24C01、AT24C02

16位: AT24C04、AT24C08、AT24C16、AT24C32、AT24C64、AT24C128、AT24C256、AT24C512

B.页长度：在进行连续写的时候，最长可写一页，写完这一页之后需要指定下一页地址才行，否则会在上一页循环写。具体分类（见数据手册）如下：

  8字节: AT24C01、AT24C02

 16字节: AT24C04、AT24C08、AT24C16

 32字节: AT24C32、AT24C64

 64字节: AT24C128、AT24C256

128字节: AT24C512

1. 单字节写

时序图：

截图来自“AT24C128C数据手册”，单字节写主要分5个步骤：

1.开始

2.设备地址/写

3.数据地址

4.写一字节数据

5.停止

源程序：

在操作硬件I2之前需要检测I2C是否处于“忙”状态。数据地址根据长度不同而写入的不同。

2. 单字节读（随机）

时序图：

截图来自“AT24C128C数据手册”，单字节读（也是随机读）主要分7个步骤：

1.开始

2.设备地址/写

3.数据地址

4.重新开始

5.设备地址/读

6.读一字节数据

7.停止

源程序：

这里就提醒一点，单字节读和多字节读的应答位，由于不连续读，这里产生非应答。

3. 页写

时序图：

截图来自“AT24C128C数据手册”，页写和单字节写的区别在于“连续写”。

注意：这里页写的意思是在指向地址的页写数据，也就是EEPROM内部“地址指针”指向的地址所在页。每次写之前我们都要将“地址指针”指向一个地址（见下面源程序），写的过程中，一旦写到最后一个字节，将会回到该页首地址继续写下去，因此，写完该页，我们需要重新将“地址指针”指向下一页首地址。

【芯片页的大小根据芯片不同而不同，见本章开头描述】

源程序：

写最后一字节独立出来是有原因的：防止HardFault_Handler。

4. 多字节写

源程序：

“多字节写”是基于“页写”的基础上写的，从上面页写的描述(写到该页最后一字节会回到该页首地址)可以知道多字节写是要考虑很多情况的，否则会破坏其他数据。

上面源程序截取了简单的一部分：开始写的地址刚好位于该页首地址这种情况。在页首地址开始写数据情况下，要判断需要写的数据的大小是否有多页。

【上面这种情况是比较简单的一种，还有其他情况，我不在这里讲述,希望初学的你多去理解一下，这也是参考ST官方的思路，而且有利于你们编程的思想】

5. 多字节读

时序图：

截图来自“AT24C128C数据手册”，多字节读需要注意应答。

在多字节读到最后一位数据之前，必须产生应答位，而最后一位产生非应答位。请结合下面源程序理解。

源程序：

和单字节读比：前面第1步到第5步都是一样的，重点请看第6步，这里产生的应答需要注意。

Ⅴ、ST官方I2C读写问题

说到ST的I2C这个问题，网上有很多人说也存在严重的I2C问题，我个人倒不觉得存在太大问题（或许是我研究的还不够）。

我从开始至今，使用ST芯片I2C也做过几个项目（控制EEPROM、时钟芯片、温度传感器、触摸芯片），项目中也使用多个中断，我至今还没有发现它的问题。我只知道ST提供的标准外设库例程有些地方不严谨或不规范，我也从没使用ST官方的例程（当然，我自己写的例程很多思路是参考ST的）。

我个人观点：有问题比不可怕，可怕的是不知道如何去解决问题。由于我没有真正的发现I2C硬件真实存在的问题，可以参考一下官方提到是资料，可以下载（第二节）我整理的STM32F1资料 “STM32F10xxCDE勘误手册V14(英文)2015-11”查看。

1.官方标准外设库例程介绍

标准库例程关于I2C读写EEPROM0的例程很多都一样或类似（F1、F2、F4等），感兴趣的可以下载查看。但是，都存在不规范的地方。

2.标准库I2C例程介绍

我大概说一下这个标准库I2C例程中读写相关函数吧。

位置位于STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0UtilitiesSTM32_EVALCommon:

stm32_eval_i2c_ee.c

A.sEE_ReadBuffer读函数

A1.同样注释，不同语句，写地址之后的标志处理;（见265行处）

这个地方其实是处理一下标志位，我也测试过，使用两种语句都可以通过的。只是提出来以下是，我个人举得更应该使用“I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED”（在我的例程中也是使用这个）。

A2.读数据之前，发送停止条件;（见316行处）

这个地方经过我反复测试，没有测试通过（也就是在读之前发送停止条件）。 我个人觉得这是程序上的一个BUG.

B.sEE_WriteBuffer写函数

写页函数暂时还没有发现什么问题，但在综合的写函数（多字节写）中发现了一个问题（如下图），这个地方的count永远都不可能等于0，而这里加了一个判断条件。

Ⅵ、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。