1.I2C通信总结

在STM32中for循环一次需要6个时钟周期。 I2C总线是NXP公司设计。

1.1协议

参考： https://blog.csdn.net/zhanghuaichao/article/details/48266309 l 物理层 Ø 只要求两条总线线路，一条数据线，一条时钟线，半双工 Ø 每个连接到总线的器件都可以通过唯一的地址和其他器件通信，主机/从机角 {MOD}和地址可配置。 Ø 传输速率在标准模式下可以达到100kb/s,快速模式下可以达到400kb/s。 l 协议层 Ø 数据的有效性：在时钟高电平周期内，SDA线上的数据必须保持稳定，数据线仅可以在时钟SCL为低电平时改变。

Ø 起始和结束条件 起始条件：当SCL为高电平的时候，SDA线上由高到低的跳变被定义为起始条件； 结束条件：当SCL为高电平的时候，SDA线上由低到高的跳变被定义为停止条件。 Ø 应答 每当主机向从机发送完一个字节的数据，主机总是需要等待从机给出一个应答信号，以确认从机是否成功接收到了数据，从机应答主机所需要的时钟仍是主机提供的，应答出现在每一次主机完成8个数据位传输后紧跟着的时钟周期，低电平0表示应答，1表示非应答。 Ø 数据帧格式 在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位），第8位是数据的传送方向位（R/T），用“0”表示主机发送数据（T），“1”表示主机接收数据（R），每次数据传送总是由主机产生的终止信号结束。

1.2 应用-EEPROM通信

l 引脚功能表 引脚名称 功能描述 A0,A1,A2 芯片地址 SDA 数据线 SCL 时钟线 WP 写保护，高电平禁止写操作，低电平允许写 l AT24CXX芯片地址 芯片型号 总大小字节 地址 总线最多可接入数量 备注 高4位 外部引脚 读写控制位 AT24C64 8K 1010 A2 A1 A0 R/W，1-读，0-写 8 SOIC封装可计入8，但其他封装要参考手册 AT24C128 16K 1010 A2 A1 A0 R/W，1-读，0-写 8 AT24C256 64K 1010 A2 A1 A0 R/W，1-读，0-写 8 AT24C512 128K 1010 A2 A1 A0 R/W，1-读，0-写 8 l 读操作实例
/* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: ee_ReadBytes * 功能说明: 从串行EEPROM指定地址处开始读取若干数据 * 形 参: _usAddress : 起始地址 * _usSize : 数据长度，单位为字节 * _pReadBuf : 存放读到的数据的缓冲区指针 * 返 回 值: 0 表示失败，1表示成功 ********************************************************************************************************* */ uint8_t ee_ReadBytes(uint8_t *_pReadBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize) { uint16_t i; /* 采用串行EEPROM随即读取指令序列，连续读取若干字节 */ /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */ i2c_Start(); /* 第2步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */ i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR); /* 此处是写指令 */ /* 第3步：发送ACK */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件无应答 */ } /* 第4步：发送字节地址，24C02只有256字节，因此1个字节就够了，如果是24C04以上，那么此处需要连发多个地址 */ if (EE_ADDR_BYTES == 1) { i2c_SendByte((uint8_t)_usAddress); if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件无应答 */ } } else { i2c_SendByte(_usAddress >> 8); if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件无应答 */ } i2c_SendByte(_usAddress); if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件无应答 */ } } /* 第6步：重新启动I2C总线。下面开始读取数据 */ i2c_Start(); /* 第7步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */ i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_RD); /* 此处是读指令 */ /* 第8步：发送ACK */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件无应答 */ } /* 第9步：循环读取数据 */ for (i = 0; i < _usSize; i++) { _pReadBuf[i] = i2c_ReadByte(); /* 读1个字节 */ /* 每读完1个字节后，需要发送Ack， 最后一个字节不需要Ack，发Nack */ if (i != _usSize - 1) { i2c_Ack(); /* 中间字节读完后，CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0) */ } else { i2c_NAck(); /* 最后1个字节读完后，CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1) */ } } /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 1; /* 执行成功 */ cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 */ /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 0; } /* ********************************************************************************************************* * 函 数 名: ee_WriteBytes * 功能说明: 向串行EEPROM指定地址写入若干数据，采用页写操作提高写入效率 * 形 参: _usAddress : 起始地址 * _usSize : 数据长度，单位为字节 * _pWriteBuf : 存放读到的数据的缓冲区指针 * 返 回 值: 0 表示失败，1表示成功 ********************************************************************************************************* */ uint8_t ee_WriteBytes(uint8_t *_pWriteBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize) { uint16_t i,m; uint16_t usAddr; /* 写串行EEPROM不像读操作可以连续读取很多字节，每次写操作只能在同一个page。 对于24xx02，page size = 8 简单的处理方法为：按字节写操作模式，每写1个字节，都发送地址 为了提高连续写的效率: 本函数采用page wirte操作。 */ usAddr = _usAddress; for (i = 0; i < _usSize; i++) { /* 当发送第1个字节或是页面首地址时，需要重新发起启动信号和地址 */ if ((i == 0) || (usAddr & (EE_PAGE_SIZE - 1)) == 0) { /*　第０步：发停止信号，启动内部写操作　*/ i2c_Stop(); /* 通过检查器件应答的方式，判断内部写操作是否完成, 一般小于 10ms CLK频率为200KHz时，查询次数为30次左右 */ for (m = 0; m < 1000; m++) { /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */ i2c_Start(); /* 第2步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */ i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR); /* 此处是写指令 */ /* 第3步：发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */ if (i2c_WaitAck() == 0) { break; } } if (m == 1000) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件写超时 */ } /* 第4步：发送字节地址，24C02只有256字节，因此1个字节就够了，如果是24C04以上，那么此处需要连发多个地址 */ if (EE_ADDR_BYTES == 1) { i2c_SendByte((uint8_t)usAddr); if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件无应答 */ } } else { i2c_SendByte(usAddr >> 8); if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件无应答 */ } i2c_SendByte(usAddr); if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件无应答 */ } } } /* 第6步：开始写入数据 */ i2c_SendByte(_pWriteBuf[i]); /* 第7步：发送ACK */ if (i2c_WaitAck() != 0) { goto cmd_fail; /* EEPROM器件无应答 */ } usAddr++; /* 地址增1 */ } /* 命令执行成功，发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 1; cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 */ /* 发送I2C总线停止信号 */ i2c_Stop(); return 0; }