esp32使用arduino从机i2c读写，类似EEPROM的协议

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已于 2025-06-28 14:51:47 修改

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文章标签：单片机嵌入式硬件

于 2025-06-28 14:30:19 首次发布

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/lmlwz123/article/details/148975545

I2C从机的工作机制

I2C协议中从机设备确实需要等待主机发起通信。主机控制时钟线（SCL）和数据线（SDA），从机只能在主机允许的时序内响应。从机无法主动发起通信，必须由主机发送地址帧并匹配从机地址后，才能进行数据传输。

主机在任何时刻都可以通过发送停止条件（STOP condition）终止当前通信。停止条件由SCL高电平时SDA的上升沿构成，从机必须立即释放总线。

部分代码解释

Wire.onRequest(I2C_write); // 主机请求数据时调用括号内的函数一次

在I2C_write要把所有要发送的数据发送出去，但是Wire 库内部定义默认缓冲区只有32个，如果需要更多缓冲区需要去他的头文件里修改
在 I2C 通信中，ESP32 的 Wire 库会在主机发送 STOP 信号后自动处理缓冲区，无需手动清除发送缓冲区。

Wire.onReceive(I2C_read); // 主机发送数据时调用调用括号内的函数一次

同理只会在接收后调用一次，所以要把所有数据读完

类似EEPROM的协议

该协议采用类似 EEPROM 的通信方式，格式固定：首先接收一个字节作为寄存器地址，然后根据操作类型进行数据读写。

既然I2C_read（）只调用一次为什么不能在函数末尾清除地址和接收标志位，要单独开一个空闲函数

部分单片机的库是会在发送完成第一个地址后发送结束信号的，目的为了兼容更多单片机
发送数据也需要等待接收完成后的停止信号才发送数据

代码

注意事项

每次传输后需要等待10ms以上才能在次传输，因为需要空闲去清除地址标志位
缓冲区大小默认是32字节，需要自己去库文件修改
使用方法只需要在void setup() 里调用I2C_int()一次即可

MY_I2C.cpp文件

#include "MY_I2C.h"
TaskHandle_t I2C;
uint32_t uwTick=0;
uint8_t ram[256];
struct I2C i2c={.offset=0,.first_byte_state=1};

void I2C_int()
{
    // 注册 I2C 请求和接收函数
    Wire.onRequest(I2C_write);  // 主机请求数据时调用
    Wire.onReceive(I2C_read);  // 主机发送数据时调用
  Wire.begin((uint8_t)SLAVE_ADDR,5,6,100000);//地址，sda，scl，频率hz
  xTaskCreatePinnedToCore(  I2C_task,      //任务函数名
                "I2C_task",  //任务标识
                4096,           //任务堆栈大小
                NULL,
                1,              //任务优先级
                &I2C,
                1
              );
}

void I2C_read(int bytesReceived)
{
    while(Wire.available())//缓冲区里还有多少数据
    {
        if(i2c.first_byte_state==0)//按地址接收
        {
            ram[i2c.offset++]=Wire.read();
            
        }
        if(i2c.first_byte_state==1)//第一次读地址
        {
            i2c.offset=Wire.read();
            i2c.first_byte_state=0;
        }

    }
}

void I2C_write()
{
    if(i2c.first_byte_state==0)//按地址发送
    {
          uint8_t i = i2c.offset;
          while (i < sizeof(ram) && Wire.availableForWrite() > 0)//发送剩余的数据&&缓冲区还有空间 
            Wire.write(ram[i++]);
    }

}
void I2C_task(void *pvParameters)
{
  while(1)
  {
   
    if(i2c.first_byte_state==1)
    {
        i2c.tick=millis();
    }
    else
    {
        if(millis()-i2c.tick>10)//空闲10m清空标志位
        {
            i2c.first_byte_state=1;
            i2c.offset=0;
        }
    }
    vTaskDelay( 1);
  }
  vTaskDelete(NULL);
}

MY-I2C.h文件

#ifndef _MY_I2C_H_
#define _MY_I2C_H_
#include <Wire.h>
#include <Arduino.h>
#define SLAVE_ADDR 0x42  // 从机 I2C 地址
extern uint32_t uwTick;
extern uint8_t ram[256];
struct I2C {                
uint8_t offset;//地址
uint8_t first_byte_state;//开始标志位
uint32_t tick;
};
void I2C_int();//初始化
void I2C_read(int bytesReceived);
void I2C_write();
void I2C_task(void *pvParameters);
#endif

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