STM32 使用IO口模拟I2C时序

上一篇《I2C协议详解》

我们了解了I2C的操作流程，这一篇，我们就使用I2C，来对EEPROM进行操作吧。

我们做两种选择：

1.时序由IO口模拟高低电平，需要了解协议并按照协议操作相应的IO口。

2.时序由硬件自行产生，不需要人工干预；

由硬件产生的I2C时序，我们借助Stm32Cube配置实现便可，我们这一篇，抛开Stm32Cube，手撕代码，根据I2C的时序，一步步地实现I2C对EEPROM的读写吧。

 

我们分为几个步骤来对EEPROM进行操作：

1. 发动"看硬件原理图"技能，确定I2C连线；

2. 发动"乾坤大拷贝"技能，配置对应的IO口；

3. 发动"手撕代码"技能，写出相应时序；

 

1. 发动"看硬件原理图"技能，确定I2C连线；

第9页，找到EEPROM那一块，EEPROM用的是AT24C02，只有2K Bits，不是很大。AT24C02由ATMEL公司生产，其命名规则为 AT24Cxx，xx可以=02,04,32,64,128,256,512,1M 等等，xx也表示容量，单位是 Bits，注意，是位，不是字节，要换成字节要除以8，所以，AT24C02只有 256 个字节。别问我怎么知道的，AT24C02的规格书告诉我的，要记得看原理图，看规格书喔~~~

 

再找呀找呀找朋友，找到 SCL连到PB6，SDA连到PB9。咋找？搜索呗，搜引脚 I2C1_SCL就行了。

确定了I2C连线，SCL=PB6，SDA=PB9，接下来，我们就

 

2. 发动"乾坤大拷贝"技能，配置对应的IO口；

先新建两个文件，io_i2c.c/io_i2c.h，我们就在这里面写i2c时序。

并且把文件添加进工程项目里参与编译。

配置IO口，详见《STM32CubeMx 创建第一个工程》，把那段代码拷贝过来，改一下配置就行了。

void IOI2C_GpioInit(void)

{

    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;


    __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();

    /*Configure GPIO pin Output Level */

    // PB6 = SCL/PB9 = SDA

    HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_9, GPIO_PIN_SET);


    /*Configure GPIO pin : PC7 */

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_6|GPIO_PIN_9;

    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;            // 记不记得i2c要上拉？

    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;                                    // 

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;

    HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

}

记得在初始化时调用一下它喔：
  

MX_GPIO_Init();

  MX_DMA_Init();

  MX_UART4_Init();

  MX_TIM1_Init();

  MX_TIM2_Init();

  /* USER CODE BEGIN 2 */

    USR_UartInit();

      IOI2C_GpioInit();            // 我在这，快看这里~

  /* USER CODE END 2 */


  printf("Start System: Io I2C.\r\n");

 

3. 发动"手撕代码"技能，写出相应时序，I2C时序，请参照《I2C协议详解》。

看图，会有高电平持续一段时间，低电平持续一段时间的操作，这个持续一段时间，就是延时，关于延时，详细参照《STM32精准延时》。

这个持续多长时间怎么算呢？

根据I2C时钟频率，可以算出周期，再根据周期，算出持续多长时间。

For Example：

100kHz的频率，也就是1秒钟内，有100,000个时钟周期。

那1个时钟周期，也就是 1/100,000秒 = 1,000/100,000毫秒 = 1,000,000/100,000微秒，根据小学数学，算出，100kHz频率的时钟周期是 10微秒，一高一低一周期，那么，延时 = 5us。

在《STM32精准延时》篇中，我们做了个us级的精准延时，用上：

#define I2C_Delay                USER_Delay1us(5)

如果要其它延时呢？

delay = 1,000,000 / freq / 2 = 500,000 / freq

算出来delay与时钟频率的关系：

1us = 500kHz，2us = 250kHz，3us = 166.67kHz，4us = 125kHz，5us = 100kHz，

6us = 83.33kHz，7us = 71.4kHz，8us = 62.5kHz，9us = 55.56kHz，10us = 50kHz。

选一个，但要符合芯片的最高支持速率喔。图：400k