I2C传输协议学习日志二（对日志一代码的升级）

于 2022-05-09 21:18:37 发布
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文章标签： 学习 stm32 单片机 嵌入式硬件
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日志一的代码更容易看懂，但实际上，无法在stm32上运行，为什么呢？

通过debug排查，我们发现，是由于写入的速度太慢，然后使得读的程序中发送给EEPROM的读信号不被应答，从而程序一直卡死在查询应答信号的while语句中，陷入死循环，接下来我们将来剖析升级后的代码的好在何处。

以下是bsp_i2c_ee.c全局代码

#include "./i2c/bsp_i2c_ee.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"		


uint16_t EEPROM_ADDRESS;

static __IO uint32_t  I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;   


static uint32_t I2C_TIMEOUT_UserCallback(uint8_t errorCode);


/**
  * @brief  I2C I/O配置
  * @param  无
  * @retval 无
  */
static void I2C_GPIO_Config(void)
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 

	/* 使能与 I2C 有关的时钟 */
	EEPROM_I2C_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_CLK, ENABLE );
	EEPROM_I2C_GPIO_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_GPIO_CLK, ENABLE );
	
    
  /* I2C_SCL、I2C_SDA*/
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SCL_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;	       // 开漏输出
  GPIO_Init(EEPROM_I2C_SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);
	
  GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SDA_PIN;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;	       // 开漏输出
  GPIO_Init(EEPROM_I2C_SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);	
}


/**
  * @brief  I2C 工作模式配置
  * @param  无
  * @retval 无
  */
static void I2C_Mode_Configu(void)
{
  I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure; 

  /* I2C 配置 */
  I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
	
	/* 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_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
	
  I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 =I2Cx_OWN_ADDRESS7; 
  I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;
	 
	/* I2C的寻址模式 */
  I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
	
	/* 通信速率 */
  I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;
  
	/* I2C 初始化 */
  I2C_Init(EEPROM_I2Cx, &I2C_InitStructure);
  
	/* 使能 I2C */
  I2C_Cmd(EEPROM_I2Cx, ENABLE);   
}


/**
  * @brief  I2C 外设(EEPROM)初始化
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void I2C_EE_Init(void)
{

  I2C_GPIO_Config(); 
 
  I2C_Mode_Configu();

  EEPROM_ADDRESS = 0xA0;
}


/**
  * @brief   将缓冲区中的数据写到I2C EEPROM中
  * @param   
  *		@arg pBuffer:缓冲区指针
  *		@arg WriteAddr:写地址
  *     @arg NumByteToWrite:写的字节数
  * @retval  无
  */
void I2C_EE_BufferWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u16 NumByteToWrite)
{
  u8 NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0,temp=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) //如果写入数据数小于8，执行此程序
    {
      I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
      I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
    }
    /* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */
    else  //当写入数据大于等于8，写入此程序
    {
      while(NumOfPage--)
      {
        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize); 
    	I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
        WriteAddr +=  I2C_PageSize;
        pBuffer += I2C_PageSize;
      }

      if(NumOfSingle!=0)//最后将不满页的程序补齐
      {
        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
        I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
      }
    }
  }
  /* If WriteAddr is not I2C_PageSize aligned  */
  else //如果地址不对齐，就经过以下计算，可以先把不对齐的行写完，然后再按照地址对其的方法去写接下来的数据
  {
    /* If NumByteToWrite < I2C_PageSize */
    if(NumOfPage== 0) 
		{
		  if(NumOfSingle>count){
			temp= NumOfSingle- count;
			I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);
		  I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
			  WriteAddr += count;
        pBuffer += count;
			
					I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, temp);
				I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
			}
		
    else
		{
      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();
      }
    }
  }  
}


/**
  * @brief   写一个字节到I2C EEPROM中
  * @param   
  *		@arg pBuffer:缓冲区指针
  *		@arg WriteAddr:写地址 
  * @retval  无
  */
uint32_t I2C_EE_ByteWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr) 
{
  /* Send STRAT condition */
  I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);

  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;  
  /* Test on EV5 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))  
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(0);
  } 
  
  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Send EEPROM address for write */
  I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
  
  /* Test on EV6 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(1);
  }  
  /* Send the EEPROM's internal address to write to */
  I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, WriteAddr);
  
  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Test on EV8 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(2);
  } 
  
  /* Send the byte to be written */
  I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, *pBuffer); 
  
  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;  
  /* Test on EV8 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(3);
  } 
  
  /* Send STOP condition */
  I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  
  return 1;
}


/**
  * @brief   在EEPROM的一个写循环中可以写多个字节，但一次写入的字节数
  *          不能超过EEPROM页的大小，AT24C02每页有8个字节
  * @param   
  *		@arg pBuffer:缓冲区指针
  *		@arg WriteAddr:写地址
  *     @arg NumByteToWrite:写的字节数
  * @retval  无
  */
uint32_t I2C_EE_PageWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u8 NumByteToWrite)
{
  I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;

  while(I2C_GetFlagStatus(EEPROM_I2Cx, I2C_FLAG_BUSY))   //==SET 说明总线是忙碌的 就一直死循环
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(4);
  } 
  
  /* Send START condition */
  I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  
  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Test on EV5 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))  
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(5);
  } 
  
  /* Send EEPROM address for write */
  I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
  
  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Test on EV6 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))  
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(6);
  } 
  
  /* Send the EEPROM's internal address to write to */    
  I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, WriteAddr);  

  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Test on EV8 and clear it */
  while(! I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(7);
  } 

  /* While there is data to be written */
  while(NumByteToWrite--)  
  {
    /* Send the current byte */
    I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, *pBuffer); 

    /* Point to the next byte to be written */
    pBuffer++; 
  
    I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;

    /* Test on EV8 and clear it */
    while (!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
    {
      if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(8);
    } 
  }

  /* Send STOP condition */
  I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  
  return 1;
}


/**
  * @brief   从EEPROM里面读取一块数据 
  * @param   
  *		@arg pBuffer:存放从EEPROM读取的数据的缓冲区指针
  *		@arg WriteAddr:接收数据的EEPROM的地址
  *     @arg NumByteToWrite:要从EEPROM读取的字节数
  * @retval  无
  */
uint32_t I2C_EE_BufferRead(u8* pBuffer, u8 ReadAddr, u16 NumByteToRead)
{  
  
  I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
  
  //*((u8 *)0x4001080c) |=0x80; 
  while(I2C_GetFlagStatus(EEPROM_I2Cx, I2C_FLAG_BUSY))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(9);
   }
  
  /* Send START condition */
  I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  //*((u8 *)0x4001080c) &=~0x80;
  
  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Test on EV5 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(10);
   }
  
  /* Send EEPROM address for write */
  I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);

  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Test on EV6 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(11);
   }
    
  /* Clear EV6 by setting again the PE bit */
  I2C_Cmd(EEPROM_I2Cx, ENABLE);

  /* Send the EEPROM's internal address to write to */
  I2C_SendData(EEPROM_I2Cx, ReadAddr);  

   
  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Test on EV8 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(12);
   }
    
  /* Send STRAT condition a second time */  
  I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  
  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Test on EV5 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(13);
   }
    
  /* Send EEPROM address for read */
  I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);
  
  I2CTimeout = I2CT_FLAG_TIMEOUT;
  /* Test on EV6 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED))
  {
    if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(14);
   }
  
  /* While there is data to be read */
  while(NumByteToRead)  
  {
    if(NumByteToRead == 1)
    {
      /* Disable Acknowledgement */
      I2C_AcknowledgeConfig(EEPROM_I2Cx, DISABLE);
      
      /* Send STOP Condition */
      I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
    }

    /* Test on EV7 and clear it */    
    I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT;
    
		while(I2C_CheckEvent(EEPROM_I2Cx, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED)==0)  
		{
			if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(3);
		} 
    {      
      /* Read a byte from the EEPROM */
      *pBuffer = I2C_ReceiveData(EEPROM_I2Cx);

      /* Point to the next location where the byte read will be saved */
      pBuffer++; 
      
      /* Decrement the read bytes counter */
      NumByteToRead--;        
    }   
  }

  /* Enable Acknowledgement to be ready for another reception */
  I2C_AcknowledgeConfig(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
  
    return 1;
}


/**
  * @brief  Wait for EEPROM Standby state 
  * @param  无
  * @retval 无
  */
void I2C_EE_WaitEepromStandbyState(void)      
{
  //vu16 SR1_Tmp = 0;

  do
  {
    /* Send START condition */
    I2C_GenerateSTART(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
    /* Read I2C1 SR1 register */
   //SR1_Tmp = I2C_ReadRegister(EEPROM_I2Cx, I2C_Register_SR1);
    /* Send EEPROM address for write */
    I2C_Send7bitAddress(EEPROM_I2Cx, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
  }while(!(I2C_ReadRegister(EEPROM_I2Cx, I2C_Register_SR1) & 0x0002));
  
  /* Clear AF flag */
  I2C_ClearFlag(EEPROM_I2Cx, I2C_FLAG_AF);
    /* STOP condition */    
    I2C_GenerateSTOP(EEPROM_I2Cx, ENABLE); 
}




/**
  * @brief  Basic management of the timeout situation.
  * @param  errorCode：错误代码，可以用来定位是哪个环节出错.
  * @retval 返回0，表示IIC读取失败.
  */
static  uint32_t I2C_TIMEOUT_UserCallback(uint8_t errorCode)
{
  /* Block communication and all processes */
  EEPROM_ERROR("I2C 等待超时!errorCode = %d",errorCode);
  
  return 0;
}
/*********************************************END OF FILE**********************/

    从上面我们可以看出，其中大部分的程序是和日志一中po出来的是大同小异的，主要差别就在于此次升级后的程序，多了void I2C_EE_BufferWrite()、voidI2C_EE_WaitEepromStandbyState()两个函数，以及在I2C_EE_BufferRead和I2C_EE_PageWrite中的while()等待响应信号函数中增加了if((I2CTimeout--) == 0) return I2C_TIMEOUT_UserCallback(x); 的等待语句。从而画龙点睛般地，不仅解决了由于读写速度差造成的死循环问题，还解决了地址不对齐的问题，下面我们作为初学者，来一起欣赏一下上述的函数编程。

void I2C_EE_BufferWrite()

在整个函数中，我们可以看到，它将执行内容分成两种情况，首先，如果写入的地址是能够对齐的，情况如下图所示。

 那么在这种情况下，我们就控制stm32主机，先把两行满行的写入，而后再单独写绿色那块未满行的。

首地址未能对齐者，如下图所示。

这时我们就调用三块不同的程序，依次完成红、黄、绿的数据写入。

那么细心的读者朋友可能会发现，在BufferWrite()函数中，我们每调用一次PageWrite()，就随后紧跟WaitEepromStandbyState()函数，正是有了这个函数，才可以让程序顺利运行，接下来我们对其展开剖析。

 首先，在stm32官方的中文说明书里，我们找到SR1寄存器的说明，其中第一位ADDR在主模式已经发送地址的情况下，收到地址的ACK信号后会被置1，如果检测ADDR为1，说明此时从机已经空闲，可以执行下一步操作，如果ADDR位为0，说明从机还没有从上一段代码中运行完毕，此时AF位是置1的，表示应答失败。所以我们通过函数内的DO{}WHILE()语句，不断向从机地址发送传输信号，循环检测ADDR是否被置1，就可以避免日志一中出现的代码死循环问题了。

      

谷爱林
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