（HAL）STM32F407ZGT6——24-1 IIC实验

一、I2C简介

对比串口通信，从全双工转为半双工，有应答，一根线可以同时接多个模块，单片机可以选择与特定模块通信，并且不会相互干扰。

简而言之，I2C为同步、串行、半双工的通信总线协议。

1、为何SDA与SCL使用开漏输出模式？

SDA引脚模式设置,开漏输出，上拉，这样就不用再设置IO方向了, 开漏输出的时候(=1), 也可以读取外部信号的高低电平。即可同时作为输入输出。

2、AT24C02通讯地址

根据不同地址访问不同芯片模块，若有同样地址的芯片模块挂载在同一条总线上时，通过修改AD0（举例）引脚上的电平，可以改变芯片地址的最后一位。可通过修改A0、A1、A2同时挂载多个相同地址的芯片模块。

3、软件I2C与硬件I2C的区别

容易用软件模拟。软件I2C，可直接软件模拟，任意引脚均可用，比较灵活。

硬件I2C具有资源限制，需要使用特定的引脚，不同stm32核心板的资源不同。

4、EEPROM是什么？

EEPROM是一种掉电数据不丢失的存储器，常用来存储配置信息，系统重新上电时可以加载。写完需要等5ms。

二、配置文件及相关函数

1、myiic.c

#include "./BSP/IIC/myiic.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"/*** @brief       初始化IIC* @param       无* @retval      无*/
void iic_init(void)
{GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;IIC_SCL_GPIO_CLK_ENABLE();  /* SCL引脚时钟使能 */IIC_SDA_GPIO_CLK_ENABLE();  /* SDA引脚时钟使能 */gpio_init_struct.Pin = IIC_SCL_GPIO_PIN;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;        /* 推挽输出 */gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP;                /* 上拉 */gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH; /* 快速 */HAL_GPIO_Init(IIC_SCL_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);/* SCL */gpio_init_struct.Pin = IIC_SDA_GPIO_PIN;gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;        /* 开漏输出 */HAL_GPIO_Init(IIC_SDA_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);/* SDA *//* SDA引脚模式设置,开漏输出,上拉, 这样就不用再设置IO方向了, 开漏输出的时候(=1), 也可以读取外部信号的高低电平 */iic_stop();     /* 停止总线上所有设备 */
}/*** @brief       IIC延时函数,用于控制IIC读写速度* @param       无* @retval      无*/
static void iic_delay(void)
{delay_us(2);    /* 2us的延时, 读写速度在250Khz以内 */
}/*** @brief       产生IIC起始信号* @param       无* @retval      无*/
void iic_start(void)
{IIC_SDA(1);IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SDA(0);     /* START信号: 当SCL为高时, SDA从高变成低, 表示起始信号 */iic_delay();IIC_SCL(0);     /* 钳住I2C总线，准备发送或接收数据 */iic_delay();
}/*** @brief       产生IIC停止信号* @param       无* @retval      无*/
void iic_stop(void)
{IIC_SDA(0);     /* STOP信号: 当SCL为高时, SDA从低变成高, 表示停止信号 */iic_delay();IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SDA(1);     /* 发送I2C总线结束信号 */iic_delay();
}/*** @brief       等待应答信号到来* @param       无* @retval      1，接收应答失败*              0，接收应答成功*/
uint8_t iic_wait_ack(void)
{uint8_t waittime = 0;uint8_t rack = 0;IIC_SDA(1);     /* 主机释放SDA线(此时外部器件可以拉低SDA线) */iic_delay();IIC_SCL(1);     /* SCL=1, 此时从机可以返回ACK */iic_delay();while (IIC_READ_SDA)    /* 等待应答 */{waittime++;if (waittime > 250){iic_stop();rack = 1;break;}}IIC_SCL(0);     /* SCL=0, 结束ACK检查 */iic_delay();return rack;
}/*** @brief       产生ACK应答* @param       无* @retval      无*/
void iic_ack(void)
{IIC_SDA(0);     /* SCL 0 -> 1 时 SDA = 0,表示应答 */iic_delay();IIC_SCL(1);     /* 产生一个时钟 */iic_delay();IIC_SCL(0);iic_delay();IIC_SDA(1);     /* 主机释放SDA线 */iic_delay();
}/*** @brief       不产生ACK应答* @param       无* @retval      无*/
void iic_nack(void)
{IIC_SDA(1);     /* SCL 0 -> 1  时 SDA = 1,表示不应答 */iic_delay();IIC_SCL(1);     /* 产生一个时钟 */iic_delay();IIC_SCL(0);iic_delay();
}/*** @brief       IIC发送一个字节* @param       data: 要发送的数据* @retval      无*/
void iic_send_byte(uint8_t data)
{uint8_t t;for (t = 0; t < 8; t++){IIC_SDA((data & 0x80) >> 7);    /* 高位先发送 */iic_delay();IIC_SCL(1);iic_delay();IIC_SCL(0);data <<= 1;     /* 左移1位,用于下一次发送 */}IIC_SDA(1);         /* 发送完成, 主机释放SDA线 */
}/*** @brief       IIC读取一个字节* @param       ack:  ack=1时，发送ack; ack=0时，发送nack* @retval      接收到的数据*/
uint8_t iic_read_byte(uint8_t ack)
{uint8_t i, receive = 0;for (i = 0; i < 8; i++ )    /* 接收1个字节数据 */{receive <<= 1;  /* 高位先输出,所以先收到的数据位要左移 */IIC_SCL(1);iic_delay();if (IIC_READ_SDA){receive++;}IIC_SCL(0);iic_delay();}if (!ack){iic_nack();     /* 发送nACK */}else{iic_ack();      /* 发送ACK */}return receive;
}

2、24cxx.c

（1）写一个字节

void at24cxx_write_one_byte(uint16_t addr,uint8_t data)            /* 指定地址写入一个字节 */
{/* 1、发送起始信号 */iic_start();/* 2、发送通信地址（写操作地址） */iic_send_byte(0xA0);/* 3、等待应答信号 */iic_wait_ack();/* 4、发送内存地址 */iic_send_byte(addr);/* 5、等待应答信号 */iic_wait_ack();/* 6、发送写入数据 */iic_send_byte(data);/* 7、等待应答信号 */iic_wait_ack();/* 8、发出停止信号 */iic_stop();/* 等待EEPROM写入完成 */delay_ms(10);}

（2）读一个字节

uint8_t at24cxx_read_one_byte(uint16_t addr)                       /* 指定地址读取一个字节 */
{uint8_t rec = 0;/* 1、发送起始信号 */iic_start();/* 2、发送通信地址（写操作地址） */iic_send_byte(0xA0);/* 3、等待应答信号 */iic_wait_ack();/* 4、发送内存地址 */iic_send_byte(addr);/* 5、等待应答信号 */iic_wait_ack();/* 6、发送起始信号 */iic_start();/* 7、发送通讯地址（读通讯地址） */iic_send_byte(0xA1);/* 8、等待应答信号 */iic_wait_ack();/* 9、等待接收数据 */rec = iic_read_byte(0);/* 10、发送非应答nack(上述0)（即获取该地址而已） *//* 11、发送停止信号 */iic_stop();return rec;}

（3）连续读写（均是在读写一个字节的基础上实现）。

/*** @brief       在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据* @param       addr    : 开始读出的地址 对24c02为0~255* @param       pbuf    : 数据数组首地址（读的数据放的位置）* @param       datalen : 要读出数据的个数* @retval      无*/
void at24cxx_read(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen)
{while (datalen--){*pbuf++ = at24cxx_read_one_byte(addr++);}
}/*** @brief       在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据* @param       addr    : 开始写入的地址 对24c02为0~255* @param       pbuf    : 数据数组首地址* @param       datalen : 要写入数据的个数* @retval      无*/
void at24cxx_write(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen)
{while (datalen--){at24cxx_write_one_byte(addr, *pbuf);addr++;pbuf++;}
}