23.STM32 I2C实验

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分类专栏：正点原子STM32笔记文章标签： stm32 单片机 arm

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1.I2C的通信协议

它是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，高速IIC总线一般可达400kbps以上。
IIC是半双工通信方式。
1.空闲状态
SDA与SCL同时处于高电平状态时候为空闲状态
2.开始信号
当SCL为高电平期间，SDA由高电平到低电平的跳变，启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
3.停止信号
当SCL为高电平期间，SDA由低电平到高电平的跳变。
请添加图片描述

4.应答信号
发送器每次发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，接收器会发送一个应答，高电平为无效应答，低电平为有效应答。
注意：在第9个信号时SDA需要拉低，而且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电平。
5.数据有效性
I2C总线进行数据转送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟信号上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平在允许变化。
数据在SCL与上下降沿的时候需要已经稳定了
请添加图片描述

6.数据转输
在I2C总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应，即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位地串行传送每一位数据。数据位的传输是边沿触发。

2.I2C底层代码

1.初始化

void IIC_Init(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_Initure;
    
    __HAL_RCC_GPIOH_CLK_ENABLE();   //使能GPIOH时钟
    
    //PH4,5初始化设置
    GPIO_Initure.Pin=GPIO_PIN_4|GPIO_PIN_5;
    GPIO_Initure.Mode=GPIO_MODE_OUTPUT_PP;  //推挽输出
    GPIO_Initure.Pull=GPIO_PULLUP;          //上拉
    GPIO_Initure.Speed=GPIO_SPEED_FAST;     //快速
    HAL_GPIO_Init(GPIOH,&GPIO_Initure);
    
    IIC_SDA=1;   //空闲的时候需要高电平
    IIC_SCL=1;  
}

2.起始信号
当SCL为高电平期间，SDA由高电平到低电平的跳变，启动信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。

void IIC_Start(void)
{
	SDA_OUT();     //sda线输出
	IIC_SDA=1;	  	  
	IIC_SCL=1;
	delay_us(4);
 	IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low 
	delay_us(4);
	IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
}

3.停止信号
当SCL为高电平期间，SDA由低电平到高电平的跳变。

void IIC_Stop(void)
{
	SDA_OUT();//sda线输出
	IIC_SCL=0;
	IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
 	delay_us(4);
	IIC_SCL=1; 
	delay_us(4);			
	IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号				   	
}

4.应答信号
发送器每次发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，接收器会发送一个应答，高电平为无效应答，低电平为有效应答。
产生应答

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ACK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;
}

等待应答

u8 IIC_Wait_Ack(void)
{
	u8 ucErrTime=0;
	SDA_IN();      //SDA设置为输入  
	IIC_SDA=1;delay_us(1);	   
	IIC_SCL=1;delay_us(1);	 
	while(READ_SDA)
	{
		ucErrTime++;
		if(ucErrTime>250)
		{
			IIC_Stop();
			return 1;
		}
	}
	IIC_SCL=0;//时钟输出0 	   
	return 0;  
}

5.发送数据
发送数据

void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        
    u8 t;   
	SDA_OUT(); 	    
    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输
    for(t=0;t<8;t++)
    {              
        IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
        txd<<=1; 	  
		delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的，拉高期间发送数据
		IIC_SCL=1;
		delay_us(2); 
		IIC_SCL=0;	
		delay_us(2);
    }	 
}

接收数据

u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
	unsigned char i,receive=0;
	SDA_IN();//SDA设置为输入
    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();//发送nACK
    else
        IIC_Ack(); //发送ACK   
    return receive;
}

3.I2C硬件连接

4.EEPROM存储

A0,A1,A2地址线,WP使能位，SCL，SDA数据转输线
请添加图片描述

写数据操作
进入写模式，写地址，写date

读数据操作
进入写模式，写读的地址，进入读模式，读数据

5.EEPROM操作代码

写操作

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);   //发送低地址
	IIC_Wait_Ack(); 	 										  		   
	IIC_Send_Byte(DataToWrite);     //发送字节							   
	IIC_Wait_Ack();  		    	   
    IIC_Stop();//产生一个停止条件 
	delay_ms(10);	 
}

读操作

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	    
	}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;
}

6.实验程序

通过I2C想EEPROM写入程序，并读取出来
main.c

#include "sys.h"
#include "delay.h"
#include "usart.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "lcd.h"
#include "sdram.h"
#include "24cxx.h"


//要写入到24c02的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[]={"Apollo STM32F4 IIC TEST"};
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)
    
int main(void)
{
    u8 key;
	u16 i=0;
	u8 datatemp[SIZE];	
    HAL_Init();                     //初始化HAL库   
    Stm32_Clock_Init(360,25,2,8);   //设置时钟,180Mhz
    delay_init(180);                //初始化延时函数
    uart_init(115200);              //初始化USART	
    LED_Init();                     //初始化LED 
    KEY_Init();                     //初始化按键
    SDRAM_Init();                   //初始化SDRAM
    LCD_Init();                     //初始化LCD
	AT24CXX_Init();				    //初始化IIC  
	while(AT24CXX_Check())//检测不到24c02
	{
		delay_ms(500);
		LED0=!LED0;//DS0闪烁
	}
	while(1)
	{
		key=KEY_Scan(0);
		if(key==KEY1_PRES)//KEY1按下,写入24C02
		{
			LCD_Fill(0,170,239,319,WHITE);//清除半屏    
			AT24CXX_Write(0,(u8*)TEXT_Buffer,SIZE);
			printf("写入完成");
		}
		if(key==KEY0_PRES)//KEY0按下,读取字符串并显示
		{
		
			AT24CXX_Read(0,datatemp,SIZE);
			printf("%s",datatemp);
		}
		i++;
		delay_ms(10);
		if(i==20)
		{
			LED0=!LED0;//提示系统正在运行	
			i=0;
		}		   
		} 	    
	}