2021年12月30日 | STM32F103通过IIC总线读取EEPROM

IIC总线是常用的串行总线，它只需要简单的两根线就可以实现数据的高速传输，同时还可以实现多机通信功能。

在单片机中用的比较多的就是通过IIC总线操作EEPROM芯片。比较常用的EEPROM芯片就是24Cxx系列的芯片，主要用来存储系统运行过程中的关键数据。

要操作这个芯片的话，必须按照一定的时序去读写。这个时序通常被称为通信协议。24Cxx系列芯片通信协议如下。

I2 C 总线协议

I 2 C 总线协议定义如下：

只有在总线空闲时才允许启动数据传送

在数据传送过程中 当时钟线为高电平时 数据线必须保持稳定状态 不允许有跳变 时钟线为高电平时 数据线的任何电平变化将被看作总线的起始或停止信号。

起始信号

时钟线保持高电平期间 数据线电平从高到低的跳变作为 I 2 C 总线的起始信号

停止信号

时钟线保持高电平期间 数据线电平从低到高的跳变作为 I 2 C 总线的停止信号

这里就使用最简单的几个通信时序起始、停止、读、写和应答时序。

为了IIC协议的通用性，将这几个协议封装为一个c文件，这样以后每个使用IIC协议的器件都能调用这个文件。

//IIC产生起始信号

void IIC_Start(void)

{

    //START:when CLK is high,DATA change form high to low

    SDA_OUT();

    IIC_SDA = 1;

    IIC_SCL = 1;

    delay_us(4);

    IIC_SDA = 0;

    delay_us(4);

    IIC_SCL = 0;

}

//产生停止信号

void IIC_Stop(void)

{

    //STOP:when CLK is high DATA change form low to high

    SDA_OUT();

    IIC_SCL = 0;

    IIC_SDA = 0;

    delay_us(4);

    IIC_SCL = 1;

    IIC_SDA = 1;

    delay_us(4);

}

//等待应答信号

//返回值: 1 应答失败

//        0 应答成功

u8 IIC_Wait_Ack(void)

{

    u8 errTime = 0;

    SDA_IN();

    IIC_SDA = 1;

    delay_us(1);

    IIC_SCL = 1;

    delay_us(1);

    while(READ_SDA)

    {

        errTime++;

        if(errTime > 250)

        {

            IIC_Stop();

            return 1;

        }

    }

    IIC_SCL = 0;

    return 0;

}

//产生ACK应答

void IIC_Ack(void)

{

    IIC_SCL = 0;

    SDA_OUT();

    IIC_SDA = 0;

    delay_us(2);

    IIC_SCL = 1;

    delay_us(2);

    IIC_SCL = 0;

}

//不产生应答

void IIC_NAck(void)

{

    IIC_SCL = 0;

    SDA_OUT();

    IIC_SDA = 1;

    delay_us(2);

    IIC_SCL = 1;

    delay_us(2);

    IIC_SCL = 0;

}

//IIC发送一个字节

void IIC_Send_Byte(u8 txd)

{

    u8 t;

    SDA_OUT();

    IIC_SCL = 0;

    for(t = 0; t < 8; t++)

    {

        if((txd & 0x80) >> 7)

            IIC_SDA = 1;

        else

            IIC_SDA = 0;

        txd <<= 1;

        delay_us(2);

        IIC_SCL = 1;

        delay_us(2);

        IIC_SCL = 0;

        delay_us(2);

    }

}

//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送NACK

u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)

{

    unsigned char i, receive = 0;

    SDA_IN();

    for(i = 0; i < 8; i++)

    {

        IIC_SCL = 0;

        delay_us(2);

        IIC_SCL = 1;

        receive <<= 1;

        if(READ_SDA)

            receive++;

        delay_us(1);

    }

    if(!ack)

        IIC_NAck();

    else

        IIC_Ack();

    return receive;

}

这里将最常用的几个信号封装为函数，当操作24Cxx芯片的时候，直接调用这几个函数。

#include "24Cxx.h"

#include "delay.h"

void AT24Cxx_Init(void)

{

    IIC_Init();

}

//在AT24CXX指定地址读出一个数据

//ReadAddr:开始读数的地址

//返回值  :读到的数据

u8 AT24Cxx_ReadOneByte(u16 ReadAddr)

{

    u8 temp = 0;

    IIC_Start();

    if(EE_TYPE > AT24C16)

    {

        IIC_Send_Byte(0xA0); //发送写命令

        IIC_Wait_Ack();

        IIC_Send_Byte(ReadAddr >> 8); //发送高地址

        IIC_Wait_Ack();

    }

    else

        IIC_Send_Byte(0xA0 + ((ReadAddr / 256) << 1)); //发送器件地址0XA0,写数据

    IIC_Wait_Ack();

    IIC_Send_Byte(ReadAddr % 256); //发送低地址

    IIC_Wait_Ack();

    IIC_Start();

    IIC_Send_Byte(0xA1); //进入接收模式

    IIC_Wait_Ack();

    temp = IIC_Read_Byte(0);

    IIC_Stop(); //产生一个停止条件

    return temp;

}

//在AT24CXX指定地址写入一个数据

//WriteAddr  :写入数据的目的地址

//DataToWrite:要写入的数据

void AT24Cxx_WriteOneByte(u16 WriteAddr, u8 DataToWrite)

{

    IIC_Start();

    if(EE_TYPE > AT24C16)

    {

        IIC_Send_Byte(0xA0); //发送写命令

        IIC_Wait_Ack();

        IIC_Send_Byte(WriteAddr >> 8); //发送高地址

    }

    else

        IIC_Send_Byte(0xA0 + ((WriteAddr / 256) << 1)); //发送器件地址0XA0,写数据

    IIC_Wait_Ack();

    IIC_Send_Byte(WriteAddr % 256);

    IIC_Wait_Ack();

    IIC_Send_Byte(DataToWrite);

    IIC_Wait_Ack();

    IIC_Stop();

    delay_ms(10);

}

//在AT24CXX里面的指定地址开始写入长度为Len的数据

//该函数用于写入16bit或者32bit的数据.

//WriteAddr  :开始写入的地址

//DataToWrite:数据数组首地址

//Len        :要写入数据的长度2,4

void AT24Cxx_WriteLenByte(u16 WriteAddr, u32 DataToWrite, u8 Len)

{

    u8 t;

    for(t = 0; t < Len; t++)

    {

        AT24Cxx_WriteOneByte(WriteAddr + t, (DataToWrite >> (8 * t)) & 0xff);

    }

}

//在AT24CXX里面的指定地址开始读出长度为Len的数据

//该函数用于读出16bit或者32bit的数据.

//ReadAddr   :开始读出的地址

//返回值     :数据

//Len        :要读出数据的长度2,4

u32 AT24Cxx_ReadLenByte(u16 ReadAddr, u8 Len)

{

    u8 t;

    u32 temp = 0;

    for(t = 0; t < Len; t++)

    {

        temp <<= 8;

        temp += AT24Cxx_ReadOneByte(ReadAddr + Len - t - 1);

    }

    return temp;

}

//检查AT24CXX是否正常

//这里用了24XX的最后一个地址(255)来存储标志字.

//如果用其他24C系列,这个地址要修改

//返回1:检测失败

//返回0:检测成功

u8 AT24Cxx_Check(void)

{

    u8 temp;

    temp = AT24Cxx_ReadOneByte(255);

    if(temp == 0x55)

        return 0;

    else

    {

        AT24Cxx_WriteOneByte(1023, 0x55);

        temp = AT24Cxx_ReadOneByte(255);

        if(temp == 0x55)

            return 0;

    }

    return 1;

}

//在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据

//ReadAddr :开始读出的地址 对24c02为0~255

//pBuffer  :数据数组首地址

//NumToRead:要读出数据的个数

void AT24Cxx_Read(u16 ReadAddr, u8 *pBuffer, u16 NumToRead)

{

    while(NumToRead)

    {

        *pBuffer++ = AT24Cxx_ReadOneByte(ReadAddr++);

        NumToRead--;

    }

}

//在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据

//WriteAddr :开始写入的地址 对24c02为0~255

//pBuffer   :数据数组首地址

//NumToWrite:要写入数据的个数

void AT24Cxx_Write(u16 WriteAddr, u8 *pBuffer, u16 NumToWrite)

{

    while(NumToWrite--)

    {

        AT24Cxx_WriteOneByte(WriteAddr, *pBuffer);

        WriteAddr++;

        pBuffer++;

    }

}

这里就是对具体的芯片操作函数，在主函数中通过这几个函数就可读写EEPROM存储芯片的内容了。

int main(void)

{

    u8 key;

    u16 i = 0, j = 0;

    u8 datatemp[SIZE];

    delay_init();

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);

    uart_init(115200);

    LED_Init();

    KEY_Init();

    AT24Cxx_Init();

    printf("IIC test!!!rn");

    while(AT24Cxx_Check())

    {

        printf("The chip is not detected, please check whether the hardware connection is normal!!!rn");

        delay_ms(300);

        LED1 = !LED1;

    }

    while(1)

    {

        key = KEY_Sacn(0);

        if(key == WKUP_PRES)

        {

            printf("rnStart Write 24C02....rn");

            AT24Cxx_Write(0, (u8 *)TEXT_Buffer, SIZE);

            printf("24C02 Write Finished!rn");

        }

        else if(key == KEY1_PRES)

        {

            printf("rnStart Read 24C02....rn");

            AT24Cxx_Read(0, datatemp, SIZE);

            printf("The Data Readed Is:  ");

            for(j = 0; j < SIZE; j++)

            {

                printf("%c", datatemp[j]);

            }

        }

        i++;

        if(i == 20)

        {

            i = 0;

            LED0 = !LED0;

        }

        delay_ms(5);

    }

}

这里通过按键来测试存储芯片，一个按键按下后向芯片内写入数据，另一个按键按下后从芯片中读取刚才写入的内容。