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STM32 IIC读写AT24C02

分类:电子设计  作者:rming  时间:2012-07-25

IIC

IIC(Inter-Integrated Circuit) 总线是一种由PHILIPS 公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。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。

I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号, 它们分别是:开始信号、结束信号和应答信号。

开始信号:SCL 为高电平时,SDA 由高电平向低电平跳变,开始传送数据。

结束信号:SCL 为高电平时,SDA 由低电平向高电平跳变,结束传送数据。

应答信号:接收数据的IC 在接收到8bit 数据后,向发送数据的IC 发出特定的低电平脉冲,表示已收到数据。CPU 向受控单元发出一个信号后,等待受控单元发出一个应答信号,CPU接收到应答信号后,根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号,由判断为受控单元出现故障。

这些信号中,起始信号是必需的,结束信号和应答信号,都可以不要。

EEPROM

AT24C01/AT24C02/AT24C04/AT24C08/AT24C16

元件名称分别代表不同容量,如AT24C02该芯片的总容量是256 个字节(2kb),其他类似。

IIC总线上IIC 启动信号以后,需要发送一个8位设备地址,来使能IIC总线上与设备地址匹配的设备,匹配的设备会有一个"0"(ACK)应答,这样才能进行读写操作。

一般所有的EEPROM设备地址前四位是固定的1010,接下来三位是设备地址(不同容量规则不同),然后最后一位数是读写使能位。

AT24C01/AT24C02的设备地址 不需要设备地址,所以为 000 所以这两个芯片读是0XA1 写是0XA0

目前大部分MCU都带有 IIC 总线接口,STM32也不例外。但是这里我们不使用 STM32的硬件IIC 来读写24C02 ,而是通过软件模拟。因为 STM32的IIC 实在太难用了,一个很简单的东西,ST的人把它弄得很复杂,不得不说STM32的IIC 很鸡肋。所以我们这里就通过模拟来实现了。

程序设计

MAIN.C

#include <stm32f10x_lib.h>
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "delay.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "exti.h"
#include "wdg.h"
#include "timer.h"
#include "lcd.h"
#include "rtc.h"
#include "wkup.h"
#include "adc.h"
#include "dma.h"
#include "24cxx.h"
//IIC 实验
//要写入到24c02的字符串数组
const u8 TEXT_Buffer[]={"MiniSTM32 IIC TEST"};
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)
int main(void)
{
u8 key;
u16 i=0;
u8 datatemp[SIZE];
Stm32_Clock_Init(9);//系统时钟设置
delay_init(72);	//延时初始化
uart_init(72,9600); //串口1初始化
LED_Init();	//LED初始化
KEY_Init();	//按键初始化
LCD_Init(); //TFTLCD液晶初始化
AT24CXX_Init();	//IIC初始化
POINT_COLOR=RED;//设置字体为蓝色
LCD_ShowString(60,70,"IIC TEST");
while(AT24CXX_Check())//检测不到24c02
{
LCD_ShowString(60,130,"24C02 Check Failed!");
delay_ms(500);
LCD_ShowString(60,130,"Please Check! ");
delay_ms(500);
LED0=!LED0;//DS0闪烁
}
LCD_ShowString(60,130,"24C02 Ready!");
//显示提示信息
LCD_ShowString(60,150,"KEY0:Write KEY2:Read");
POINT_COLOR=BLUE;//设置字体为蓝色
while(1)
{
key=KEY_Scan();
if(key==1)//KEY0按下,写入24C02
{
LCD_Fill(0,170,239,319,WHITE);//清除半屏
LCD_ShowString(60,170,"Start Write 24C02....");
AT24CXX_Write(0,(u8*)TEXT_Buffer,SIZE);
LCD_ShowString(60,170,"24C02 Write Finished!");//提示传送完成
}
if(key==3)//KEY_UP按下,读取字符串并显示
{
LCD_ShowString(60,170,"Start Read 24C02.... ");
AT24CXX_Read(0,datatemp,SIZE);
LCD_ShowString(60,170,"The Data Readed Is: ");//提示传送完成
LCD_ShowString(60,190,datatemp);//显示读到的字符串
}
i++;
delay_ms(10);
if(i==20)
{
LED0=!LED0;//提示系统正在运行
i=0;
}
}
}

MYIIC.C

#include "myiic.h"
#include "delay.h"
//Mini STM32开发板
//IIC 驱动函数
//初始化IIC
void IIC_Init(void)
{
RCC->APB2ENR|=1<<4;//先使能外设IO PORTC时钟
GPIOC->CRH&=0XFFF00FFF;//PC11/12 推挽输出
GPIOC->CRH|=0X00033000;
GPIOC->ODR|=3<<11; //PC11,12 输出高
}
//产生IIC起始信号
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
}
//产生IIC停止信号
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;
IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号
delay_us(4);
}
//等待应答信号到来
//返回值:1,接收应答失败
// 0,接收应答成功
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;
}
//产生ACK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;
}
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1,有应答
//0,无应答
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
IIC_SCL=1;
delay_us(2);
IIC_SCL=0;
delay_us(2);
}
}
//读1个字节,ack=1时,发送ACK,ack=0,发送nACK
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;
}

MYIIC.H

#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H
#include "sys.h"
//IIC 驱动函数
//IO方向设置
#define SDA_IN() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=8<<12;}
#define SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=3<<12;}
//IO操作函数
#define IIC_SCL PCout(12) //SCL
#define IIC_SDA PCout(11) //SDA
#define READ_SDA PCin(11) //输入SDA
//IIC所有操作函数
void IIC_Init(void); //初始化IIC的IO口
void IIC_Start(void);	//发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void);	//发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(u8 txd);	//IIC发送一个字节
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节
u8 IIC_Wait_Ack(void); //IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void);	//IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);	//IIC不发送ACK信号
void IIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);
#endif

24CXX.C

#include "24cxx.h"
#include "delay.h"
//24CXX驱动函数(适合24C01~24C16,24C32~256未经过测试!有待验证!)
//初始化IIC接口
void AT24CXX_Init(void)
{
IIC_Init();
}
//在AT24CXX指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址
//返回值 :读到的数据
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;
}
//在AT24CXX指定地址写入一个数据
//WriteAddr :写入数据的目的地址
//DataToWrite:要写入的数据
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);
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入长度为Len的数据
//该函数用于写入16bit或者32bit的数据.
//WriteAddr :开始写入的地址
//DataToWrite:数据数组首地址
//Len :要写入数据的长度2,4
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len)
{
u8 t;
for(t=0;t<Len;t++)
{
AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr+t,(DataToWrite>>(8*t))&0xff);
}
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始读出长度为Len的数据
//该函数用于读出16bit或者32bit的数据.
//ReadAddr :开始读出的地址
//返回值 :数据
//Len :要读出数据的长度2,4
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len)
{
u8 t;
u32 temp=0;
for(t=0;t<Len;t++)
{
temp<<=8;
temp+=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr+Len-t-1);
}
return temp;
}
//检查AT24CXX是否正常
//这里用了24XX的最后一个地址(255)来存储标志字.
//如果用其他24C系列,这个地址要修改
//返回1:检测失败
//返回0:检测成功
u8 AT24CXX_Check(void)
{
u8 temp;
temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);//避免每次开机都写AT24CXX
if(temp==0X55)return 0;
else//排除第一次初始化的情况
{
AT24CXX_WriteOneByte(255,0X55);
temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);
if(temp==0X55)return 0;
}
return 1;
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据
//ReadAddr :开始读出的地址 对24c02为0~255
//pBuffer :数据数组首地址
//NumToRead:要读出数据的个数
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)
{
while(NumToRead)
{
*pBuffer++=AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);
NumToRead--;
}
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据
//WriteAddr :开始写入的地址 对24c02为0~255
//pBuffer :数据数组首地址
//NumToWrite:要写入数据的个数
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{
while(NumToWrite--)
{
AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);
WriteAddr++;
pBuffer++;
}
}

24CXX.H

#ifndef __24CXX_H
#define __24CXX_H
#include "myiic.h"
//24CXX驱动函数(适合24C01~24C16,24C32~256未经过测试!有待验证!)
#define AT24C01	127
#define AT24C02	255
#define AT24C04	511
#define AT24C08	1023
#define AT24C16	2047
#define AT24C32	4095
#define AT24C64	8191
#define AT24C128	16383
#define AT24C256	32767
//Mini STM32开发板使用的是24c02,所以定义EE_TYPE为AT24C02
#define EE_TYPE AT24C02
u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr);	//指定地址读取一个字节
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite);	//指定地址写入一个字节
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len);//指定地址开始写入指定长度的数据
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len);	//指定地址开始读取指定长度数据
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite);	//从指定地址开始写入指定长度的数据
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead); //从指定地址开始读出指定长度的数据
u8 AT24CXX_Check(void); //检查器件
void AT24CXX_Init(void); //初始化IIC
#endif


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