STM32F10x_硬件I2C讀寫EEPROM(標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫版本)

時間：2018-07-12 16:00:02

關(guān)鍵字： stm32f10x 硬件i2c 讀寫eeprom

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[導(dǎo)讀]Ⅰ、寫在前面上一篇文章是“STM32F10x_模擬I2C讀寫EEPROM”，講述使用IO口模擬I2C總線通信，對EEPROM(AT24Xxx)進(jìn)行讀寫操作的過程。上一篇文章主要內(nèi)容：I2C協(xié)議、模擬I2C底層驅(qū)動、EEPROM(AT24Xxx)單字節(jié)讀寫操作。

Ⅰ、寫在前面

上一篇文章是“STM32F10x_模擬I2C讀寫EEPROM”，講述使用IO口模擬I2C總線通信，對EEPROM(AT24Xxx)進(jìn)行讀寫操作的過程。

上一篇文章主要內(nèi)容：I2C協(xié)議、模擬I2C底層驅(qū)動、EEPROM(AT24Xxx)單字節(jié)讀寫操作。

本文主要內(nèi)容：STM32硬件I2C詳細(xì)配置、EEPROM(AT24Xxx)多字節(jié)讀寫操作、ST官方I2C存在問題。

實例實驗效果：

1、多字節(jié)讀寫：任意地址(66), 寫入任意長度(129)、讀取并打印出來

2、單字節(jié)讀寫：任意地址(0),寫入1字節(jié)數(shù)據(jù)、讀取并打印出來

實驗說明：

1.多字節(jié)讀寫

實驗為什么是從66地址寫？為什么是寫入129字節(jié)？

答案：驗證對EEPROM多字節(jié)“非標(biāo)準(zhǔn)地址、長度”讀寫的準(zhǔn)確性。

我是使用AT24C128芯片，頁大小是64字節(jié),我從66地址，就是驗證非標(biāo)準(zhǔn)地址（如：0、64、128等）開始讀寫；寫入長度129字節(jié)也是驗證非標(biāo)準(zhǔn)長度（如：64、128、256等）的讀寫。

2.單字節(jié)讀寫

我這樣實驗的目的，相信大家都能理解。驗證每一次寫入字節(jié)數(shù)據(jù) 和讀出的數(shù)據(jù)是都一致。

關(guān)于本文的更多詳情請往下看。

Ⅱ、實例工程下載

筆者針對于初學(xué)者提供的例程都是去掉了許多不必要的功能，精簡了官方的代碼，對初學(xué)者一看就明白，以簡單明了的工程供大家學(xué)習(xí)。

筆者提供的實例工程都是在板子上經(jīng)過多次測試并沒有問題才上傳至360云盤，歡迎下載測試、參照學(xué)習(xí)。

提供下載的軟件工程是基于Keil（MDK-ARM）V5版本、STM32F103ZE芯片，但F1其他型號也適用（適用F1其他型號：關(guān)注微信，回復(fù)“修改型號”）。

STM32F10x_硬件I2C讀寫EEPROM(標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫版本)實例源代碼工程：

http://yunpan.cn/c6b8d4mCTPpCj訪問密碼

STM32F107VC_硬件I2C讀寫EEPROM(標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫版本)實例源代碼工程：

http://yunpan.cn/c6b8HGnAGG4Mf訪問密碼

I2C EEPROM（AT24xx）資料:

https://yunpan.cn/c667rIDPgvwTf訪問密碼1099

STM32F1資料：

https://yunpan.cn/crBUdUGdYKam2訪問密碼ca90

Ⅲ、硬件I2C配置

硬件I2C的配置其實很簡單，RCC時鐘、GPIO、I2C配置等。筆者以F1標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫（同時也建議初學(xué)者使用官方的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫）為基礎(chǔ)建立的工程，主要以庫的方式來講述（若您的F1芯片與提供工程不一樣，可微信回復(fù)“修改型號”）。

1.RCC時鐘源

該函數(shù)位于bsp.c文件下面；

RCC是很多初學(xué)者，甚至已經(jīng)工作的朋友容易遺漏的地方，有很多朋友覺得它使用的外設(shè)不正常，很大部分是沒有配置RCC導(dǎo)致的。

重點注意：

A.外設(shè)RCC時鐘的配置要在其外設(shè)初始化的前面；

B.匹配對應(yīng)時鐘。

比如：RCC_APB2外設(shè)不要配置在RCC_APB1時鐘里面

【如：RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);這樣能編譯通過，但這是錯誤的代碼】

2.I2C引腳配置

該函數(shù)位于i2c_ee.c文件下面；

1.使用硬件I2C：GPIO_Mode_AF_OD復(fù)用開漏模式

2.由于使用硬件I2C，不像使用模擬I2C使用IO操作，所以這里引腳定義的比較“死”GPIO_Pin_6 " GPIO_Pin_7。

如果你使用I2C2或者引腳映射，這里的引腳也要跟著改變。

3.I2C配置

該函數(shù)位于i2c_ee.c文件下面；

這個函數(shù)才是本文的重點：

1.I2C模式:I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;

硬件有多種模式：

I2C_Mode_I2C: I2C模式

I2C_Mode_SMBusDevice: SMBus設(shè)備（叢機）模式

I2C_Mode_SMBusHost: 主機模式

2.I2C占空比:I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;

這個參數(shù)在快速I2C模式下有效，也就是速度大于100KHz。

I2C_DutyCycle_2：2比1占空比

I2C_DutyCycle_16_9：16比9占空比

感興趣的朋友可以把時鐘配置高于100KHz（如：400KHz），用示波器測一下SCL引腳，可以看得出來占空比不一樣。

3.I2C設(shè)備地址:I2C_OwnAddress1 = EEPROM_DEV_ADDR;

這個參數(shù)是第一個設(shè)備（從機）的地址，EEPROM_DEV_ADDR是我們自己宏定義的設(shè)備地址。

4.I2C應(yīng)答:I2C_Ack = I2C_Ack_Enable;

這個參數(shù)的含義請結(jié)合上一篇文章“I2C協(xié)議”來理解。

5.地址位數(shù):I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;

這個參數(shù)就是設(shè)備地址位數(shù)，需要和后面函數(shù)“I2C_Send7bitAddress”一致。

6.I2C速度:I2C_ClockSpeed = I2C_SPEED;

這個參數(shù)很好理解，I2C_SPEED是我們宏定義的值“100000”，也就是100KHz的意思。

Ⅳ、硬件I2C讀寫EEPROM配置

上一篇文章簡單提及了一下EEPROM單字節(jié)的讀寫，提供了多字節(jié)讀寫實例，但沒有具體描述多字節(jié)的具體操作。

下面將詳細(xì)描述一下單字節(jié)讀寫和多字節(jié)讀寫的操作。請下載“I2C EEPROM資料”和“實例工程”作為參考。

在對EEPROM(AT24Cxx)讀寫操作之前需要理解兩個參數(shù)（可見源代碼i2c_ee.h文件）：

A.“數(shù)據(jù)字”地址長度：也就是存數(shù)據(jù)的地址有多少位。具體分類（見數(shù)據(jù)手冊）如下：

8位: AT24C01、AT24C02

16位: AT24C04、AT24C08、AT24C16、AT24C32、AT24C64、AT24C128、AT24C256、AT24C512

B.頁長度：在進(jìn)行連續(xù)寫的時候，最長可寫一頁，寫完這一頁之后需要指定下一頁地址才行，否則會在上一頁循環(huán)寫。具體分類（見數(shù)據(jù)手冊）如下：

8字節(jié): AT24C01、AT24C02

16字節(jié): AT24C04、AT24C08、AT24C16

32字節(jié): AT24C32、AT24C64

64字節(jié): AT24C128、AT24C256

128字節(jié): AT24C512

1.單字節(jié)寫

時序圖：

截圖來自“AT24C128C數(shù)據(jù)手冊”，單字節(jié)寫主要分5個步驟：

1.開始

2.設(shè)備地址/寫

3.數(shù)據(jù)地址

4.寫一字節(jié)數(shù)據(jù)

5.停止

源程序：

在操作硬件I2之前需要檢測I2C是否處于“忙”狀態(tài)。數(shù)據(jù)地址根據(jù)長度不同而寫入的不同。

2.單字節(jié)讀（隨機）

時序圖：

截圖來自“AT24C128C數(shù)據(jù)手冊”，單字節(jié)讀（也是隨機讀）主要分7個步驟：

1.開始

2.設(shè)備地址/寫

3.數(shù)據(jù)地址

4.重新開始

5.設(shè)備地址/讀

6.讀一字節(jié)數(shù)據(jù)

7.停止

源程序：

這里就提醒一點，單字節(jié)讀和多字節(jié)讀的應(yīng)答位，由于不連續(xù)讀，這里產(chǎn)生非應(yīng)答。

3.頁寫

時序圖：

截圖來自“AT24C128C數(shù)據(jù)手冊”，頁寫和單字節(jié)寫的區(qū)別在于“連續(xù)寫”。

注意：這里頁寫的意思是在指向地址的頁寫數(shù)據(jù)，也就是EEPROM內(nèi)部“地址指針”指向的地址所在頁。每次寫之前我們都要將“地址指針”指向一個地址（見下面源程序），寫的過程中，一旦寫到最后一個字節(jié)，將會回到該頁首地址繼續(xù)寫下去，因此，寫完該頁，我們需要重新將“地址指針”指向下一頁首地址。

【芯片頁的大小根據(jù)芯片不同而不同，見本章開頭描述】

源程序：

寫最后一字節(jié)獨立出來是有原因的：防止HardFault_Handler。

4.多字節(jié)寫

源程序：

“多字節(jié)寫”是基于“頁寫”的基礎(chǔ)上寫的，從上面頁寫的描述(寫到該頁最后一字節(jié)會回到該頁首地址)可以知道多字節(jié)寫是要考慮很多情況的，否則會破壞其他數(shù)據(jù)。

上面源程序截取了簡單的一部分：開始寫的地址剛好位于該頁首地址這種情況。在頁首地址開始寫數(shù)據(jù)情況下，要判斷需要寫的數(shù)據(jù)的大小是否有多頁。

【上面這種情況是比較簡單的一種，還有其他情況，我不在這里講述,希望初學(xué)的你多去理解一下，這也是參考ST官方的思路，而且有利于你們編程的思想】

5.多字節(jié)讀

時序圖：

截圖來自“AT24C128C數(shù)據(jù)手冊”，多字節(jié)讀需要注意應(yīng)答。

在多字節(jié)讀到最后一位數(shù)據(jù)之前，必須產(chǎn)生應(yīng)答位，而最后一位產(chǎn)生非應(yīng)答位。請結(jié)合下面源程序理解。

源程序：

和單字節(jié)讀比：前面第1步到第5步都是一樣的，重點請看第6步，這里產(chǎn)生的應(yīng)答需要注意。

Ⅴ、ST官方I2C讀寫問題

說到ST的I2C這個問題，網(wǎng)上有很多人說也存在嚴(yán)重的I2C問題，我個人倒不覺得存在太大問題（或許是我研究的還不夠）。

我從開始至今，使用ST芯片I2C也做過幾個項目（控制EEPROM、時鐘芯片、溫度傳感器、觸摸芯片），項目中也使用多個中斷，我至今還沒有發(fā)現(xiàn)它的問題。我只知道ST提供的標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫例程有些地方不嚴(yán)謹(jǐn)或不規(guī)范，我也從沒使用ST官方的例程（當(dāng)然，我自己寫的例程很多思路是參考ST的）。

我個人觀點：有問題比不可怕，可怕的是不知道如何去解決問題。由于我沒有真正的發(fā)現(xiàn)I2C硬件真實存在的問題，可以參考一下官方提到是資料，可以下載（第二節(jié)）我整理的STM32F1資料 “STM32F10xxCDE勘誤手冊V14(英文)2015-11”查看。

1.官方標(biāo)準(zhǔn)外設(shè)庫例程介紹

標(biāo)準(zhǔn)庫例程關(guān)于I2C讀寫EEPROM0的例程很多都一樣或類似（F1、F2、F4等），感興趣的可以下載查看。但是，都存在不規(guī)范的地方。

2.標(biāo)準(zhǔn)庫I2C例程介紹

我大概說一下這個標(biāo)準(zhǔn)庫I2C例程中讀寫相關(guān)函數(shù)吧。

位置位于STM32F10x_StdPeriph_Lib_V3.5.0UtilitiesSTM32_EVALCommon:

stm32_eval_i2c_ee.c

A.sEE_ReadBuffer讀函數(shù)

A1.同樣注釋，不同語句，寫地址之后的標(biāo)志處理;（見265行處）

這個地方其實是處理一下標(biāo)志位，我也測試過，使用兩種語句都可以通過的。只是提出來以下是，我個人舉得更應(yīng)該使用“I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED”（在我的例程中也是使用這個）。

A2.讀數(shù)據(jù)之前，發(fā)送停止條件;（見316行處）

這個地方經(jīng)過我反復(fù)測試，沒有測試通過（也就是在讀之前發(fā)送停止條件）。我個人覺得這是程序上的一個BUG.