STM32F407单片机通用24CXXX读写程序（KEIL），兼容24C系列存储器（24C01到24C512），支持存储器任意地址跨页连续读写多个页
- Chapter1 STM32F407单片机通用24CXXX读写程序（KEIL），兼容24C系列存储器（24C01到24C512），支持存储器任意地址跨页连续读写多个页
- 一、AT24CXXX容量
- 二、AT24CXXX页与页内单元
- 三、AT24CXXXX寻址方式（不是IIC地址，是存储器内部寻址）
- 四、AT24CXXX页地址与页内单元地址
- 五、AT24CXXX IIC地址
- 六、AT24CXXX 数据的读写
- 七、源程序
- 1、i2c_gpio.h（标准库版本）
- 2、i2c_ee.h（标准库版本）
- 3、i2c_gpio.c（标准库版本）
- 4、i2c_ee.c（标准库版本）
- 5、i2c_gpio.h（STM32F407 HAL库版本）
- 6、i2c_ee.h（STM32F407 HAL库版本）
- 7、i2c_gpio.c（STM32F407 HAL库版本）
- 8、i2c_ee.c（STM32F407 HAL库版本）
- 八、测试
- main.c
- 九、测试结果
- Chapter2 STM32 (基于HAL库) 硬件IIC读写任意AT24CXX芯片
- 一、配置
- 1、使用STM32CUBEMX进行引脚配置，IIC配置如下,切记IIC频率不能大于该从机芯片支持最高通信频率
- 2、利用串口进行数据查看，串口配置如下
- 3、时钟我们选择最高72MHZ，这里没有硬性要求都可以
- 4、配置完成，生成keil工程代码即可
- 二、代码
- 三、示例演示：
- Chapter3 STM32驱动AT24CXX系列芯片
- Chapter4 EEPROM初始化默认参数填充
- Chapter5 结构体的内存对齐及EEPROM读写结构体参数
- 1 结构体的内存对齐
- 2 修改默认对齐数
- 3 内存对齐的意义
Chapter1 STM32F407单片机通用24CXXX读写程序（KEIL），兼容24C系列存储器（24C01到24C512），支持存储器任意地址跨页连续读写多个页
原文链接：https://blog.csdn.net/ba_wang_mao/article/details/108318633
一、AT24CXXX容量
AT24C01，AT24C02，AT24C04，AT24C08，AT24C16，AT24C32，AT24C64，AT24C128，AT24C256…不同的xxx代表不同的容量。
二、AT24CXXX页与页内单元
总容量(Byte容量) = 页数 × 页内字节单元数。
三、AT24CXXXX寻址方式（不是IIC地址，是存储器内部寻址）
对AT24CXXX进行读写操作时，都得先访问存储地址、比如AT24C01写一个字节的IIC时序：
先发送设备地址，收到应答后再发送需要写数据的地址(WORD ADDRESS)。AT24C01容量为128Byte则WORD ADDRESS只需要7bit就可以覆盖128Byte的数据地址。通俗的讲就是128Byte就占用了128个地址，一个7bit的数据范围为(0-127)刚好128，所以128Byte的字节地址需要一个7bit的数据来表示。
AT24CXXX 字节地址如下(*表示无效位):
四、AT24CXXX页地址与页内单元地址
比如AT24C256有512页每页64个字节，15bit的地址数据对其寻址，低6bit(D5-D0)为页内字节单元地址，高9bit(D14-D6)为页地址。
如第16页开始写，则WORD ADDRESS = 0x0400（0000 0100 0000 0000）
0：地址无效位
000 0100 00：9位页地址
00 0000：6位页内字节单元地址
下表如AT24C01
16页：需要4bit寻址(2^4=16)
8Byte：需要3bit寻址(2^3=8)
查看手册
AT24C01字节寻址需一个7bit地址：
AT24C128字节寻址需一个14bit地址：
以此类推，其实就是上面总结的那张表。
五、AT24CXXX IIC地址
IIC通信需要先向从设备发送设备地址，AT24CXXX芯片上有A2、A1、A0引脚，通过这三个引脚我们就可以自定义AT24CXXX芯片的通信地址。
地址构成如下(手册上都会有写)，比如A2、A1、A0接地，则IIC写地址为1010 0000（0xA0），读地址为1010 0001（0xA1），有关IIC地址详情请看IIC协议详解
六、AT24CXXX 数据的读写
AT24C256为例
1、字节写
2、按页写
★★★注意：
往AT24CXXX中写数据时，每写一个Byte的数据页内地址+1，当前页写满后会重新覆盖掉这一页前面的数据，而不会自动跳转到下一页，但是读会自动翻页。
具体看手册：
3、如何翻页写
按页写其实就是执行一次下面的时序，也就是发送一次从机设备和字节地址最大就可以写入64字节的数据，如果要连写多页，就重新按照以下时序发送从机地址和字节地址等。
4、读
有以下模式，和写差不多
七、源程序
1、i2c_gpio.h（标准库版本）
#ifndef _BSP_I2C_GPIO_H
#define _BSP_I2C_GPIO_H#include "stm32f4xx.h"#define I2C_WR 0 // 写控制bit
#define I2C_RD 1 // 读控制bitvoid BSP_AT24CXX_InitI2C(void);
void i2c_Start(void);
void i2c_Stop(void);
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte);
uint8_t i2c_ReadByte(void);
uint8_t i2c_WaitAck(void);
void i2c_Ack(void);
void i2c_NAck(void);
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address);#endif
2、i2c_ee.h（标准库版本）
#ifndef __I2C_EE_H
#define __I2C_EE_H#include "stm32f4xx.h"/* * AT24C02 2kb = 2048bit = 2048/8 B = 256 B* 32 pages of 8 bytes each** Device Address* 1 0 1 0 A2 A1 A0 R/W* 1 0 1 0 0 0 0 0 = 0xA0* 1 0 1 0 0 0 0 1 = 0xA1 *//* AT24C01/02每页有8个字节 * AT24C04/08A/16A每页有16个字节 、*/#define AT24C512#ifdef AT24C01#define EE_MODEL_NAME "AT24C01"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 8 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE 128 /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 1 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif#ifdef AT24C02#define EE_MODEL_NAME "AT24C02"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 8 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE 256 /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 1 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif#ifdef AT24C04#define EE_MODEL_NAME "AT24C04"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 8 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE 512 /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 1 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C08#define EE_MODEL_NAME "AT24C08"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 16 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (16*64) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C16#define EE_MODEL_NAME "AT24C16"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 16 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (128*16) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C32#define EE_MODEL_NAME "AT24C32"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 32 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (128*32) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C64#define EE_MODEL_NAME "AT24C64"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 32 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (256*32) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C128#define EE_MODEL_NAME "AT24C128"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 64 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (256*64) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif#ifdef AT24C256#define EE_MODEL_NAME "AT24C256"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 64 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (512*64) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif#ifdef AT24C512#define EE_MODEL_NAME "AT24C512"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 128 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (512*128) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif#endif /* __I2C_EE_H */
3、i2c_gpio.c（标准库版本）
*
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*
* 模块名称 : I2C总线驱动模块
* 文件名称 : bsp_i2c_gpio.c
* 版 本 : V1.0
* 说 明 : 用gpio模拟i2c总线, 适用于STM32F4系列CPU。该模块不包括应用层命令帧，仅包括I2C总线基本操作函数。
*
* 修改记录 :
* 版本号 日期 作者 说明
* V1.0 2013-02-01 armfly 正式发布
*
* Copyright (C), 2013-2014, 安富莱电子 www.armfly.com
*
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*//*应用说明：在访问I2C设备前，请先调用 i2c_CheckDevice() 检测I2C设备是否正常，该函数会配置GPIO
*/#include "stm32f4xx.h"
#include "i2c_gpio.h"#define RCC_AT24CXX_I2C_PORT RCC_AHB1Periph_GPIOB // GPIO端口时钟
#define GPIO_AT24CXX_I2C_PORT GPIOB // GPIO端口
#define GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin GPIO_Pin_6 // 连接到SCL时钟线的GPIO
#define GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin GPIO_Pin_7 // 连接到SDA数据线的GPIO#define I2C_SCL_1() GPIO_SetBits(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin) // SCL = 1
#define I2C_SCL_0() GPIO_ResetBits(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin) // SCL = 0
#define I2C_SDA_1() GPIO_SetBits(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin) // SDA = 1
#define I2C_SDA_0() GPIO_ResetBits(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin) // SDA = 0
#define I2C_SDA_READ() GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin) // 读SDA口线状态
#define I2C_SCL_READ() GPIO_ReadInputDataBit(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin) // 读SCL口线状态/*
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* 函 数 名: bsp_InitI2C
* 功能说明: 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
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*/
void BSP_AT24CXX_InitI2C(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_AHB1PeriphClockCmd(RCC_AT24CXX_I2C_PORT , ENABLE); /* 打开GPIO时钟 */GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_OUT; /* 设为输出口 */GPIO_InitStructure.GPIO_OType = GPIO_OType_OD; /* 设为开漏模式 */GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL; /* 上下拉电阻不使能 */GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_25MHz; /* IO口最大速度 */GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin | GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin;GPIO_Init(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, &GPIO_InitStructure);/* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */i2c_Stop();
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Delay
* 功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
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*/
static void i2c_Delay(void)
{uint8_t i;/* CPU主频168MHz时，在内部Flash运行, MDK工程不优化。用台式示波器观测波形。循环次数为5时，SCL频率 = 1.78MHz (读耗时: 92ms, 读写正常，但是用示波器探头碰上就读写失败。时序接近临界)循环次数为10时，SCL频率 = 1.1MHz (读耗时: 138ms, 读速度: 118724B/s)循环次数为30时，SCL频率 = 440KHz， SCL高电平时间1.0us，SCL低电平时间1.2us上拉电阻选择2.2K欧时，SCL上升沿时间约0.5us，如果选4.7K欧，则上升沿约1us实际应用选择400KHz左右的速率即可*/for (i = 0; i < 30; i++){__NOP();__NOP();}
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线启动信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Start(void)
{/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */I2C_SDA_1();I2C_SCL_1();i2c_Delay();I2C_SDA_0();i2c_Delay();I2C_SCL_0();i2c_Delay();
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Stop(void)
{/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */I2C_SDA_0();I2C_SCL_1();i2c_Delay();I2C_SDA_1();i2c_Delay();
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_SendByte
* 功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
* 形 参: _ucByte ： 等待发送的字节
* 返 回 值: 无
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*/
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{uint8_t i;/* 先发送字节的高位bit7 */for (i = 0; i < 8; i++){if (_ucByte & 0x80){I2C_SDA_1();}else{I2C_SDA_0();}i2c_Delay();I2C_SCL_1();i2c_Delay();I2C_SCL_0();if (i == 7){I2C_SDA_1(); // 释放总线}_ucByte <<= 1; /* 左移一个bit */i2c_Delay();}
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_ReadByte
* 功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
* 形 参: 无
* 返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_ReadByte(void)
{uint8_t i;uint8_t value;/* 读到第1个bit为数据的bit7 */value = 0;for (i = 0; i < 8; i++){value <<= 1;I2C_SCL_1();i2c_Delay();if (I2C_SDA_READ()){value++;}I2C_SCL_0();i2c_Delay();}return value;
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_WaitAck
* 功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{uint8_t re;I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */i2c_Delay();I2C_SCL_1(); /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */i2c_Delay();if (I2C_SDA_READ()) /* CPU读取SDA口线状态 */{re = 1;}else{re = 0;}I2C_SCL_0();i2c_Delay();return re;
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Ack
* 功能说明: CPU产生一个ACK信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Ack(void)
{I2C_SDA_0(); /* CPU驱动SDA = 0 */i2c_Delay();I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */i2c_Delay();I2C_SCL_0();i2c_Delay();I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_NAck
* 功能说明: CPU产生1个NACK信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_NAck(void)
{I2C_SDA_1(); /* CPU驱动SDA = 1 */i2c_Delay();I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */i2c_Delay();I2C_SCL_0();i2c_Delay();
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_CheckDevice
* 功能说明: 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
* 形 参: _Address：设备的I2C总线地址
* 返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
{uint8_t ucAck;if (I2C_SDA_READ() && I2C_SCL_READ()){i2c_Start(); /* 发送启动信号 *//* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */i2c_SendByte(_Address | I2C_WR);ucAck = i2c_WaitAck(); /* 检测设备的ACK应答 */i2c_Stop(); /* 发送停止信号 */return ucAck;}return 1; /* I2C总线异常 */
}4、i2c_ee.c（标准库版本）
/*
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*
* 模块名称 : 串行EEPROM 24xx驱动模块
* 文件名称 : bsp_eeprom_24xx.c
* 版 本 : V1.0
* 说 明 : 实现24xx系列EEPROM的读写操作。写操作采用页写模式提高写入效率。
*
* 修改记录 :
* 版本号 日期 作者 说明
* V1.0 2013-02-01 armfly 正式发布
*
* Copyright (C), 2013-2014, 安富莱电子 www.armfly.com
*
*********************************************************************************************************
*//*应用说明：访问串行EEPROM前，请先调用一次 bsp_InitI2C()函数配置好I2C相关的GPIO.
*/#include "i2c_gpio.h"
#include "i2c_ee.h"/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: ee_CheckOk
* 功能说明: 判断串行EERPOM是否正常
* 形 参: 无
* 返 回 值: 1 表示正常， 0 表示不正常
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t ee_CheckOk(void)
{if (i2c_CheckDevice(EE_DEV_ADDR) == 0){return 1;}else{/* 失败后，切记发送I2C总线停止信号 */i2c_Stop();return 0;}
}/*
*********************************************************************************************************
* 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 */#if EE_ADDR_A8 == 1i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR | ((_usAddress >> 7) & 0x0E)); /* 此处是写指令 */#elsei2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR); /* 此处是写指令 */#endif/* 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 */#if EE_ADDR_A8 == 1i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_RD | ((_usAddress >> 7) & 0x0E)); /* 此处是写指令 */#else i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_RD); /* 此处是写指令 */#endif /* 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 10msCLK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 */#if EE_ADDR_A8 == 1i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR | ((_usAddress >> 7) & 0x0E)); /* 此处是写指令 */#else i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR);#endif/* 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();/* 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 10msCLK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 */ #if EE_ADDR_A8 == 1i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR | ((_usAddress >> 7) & 0x0E)); /* 此处是写指令 */#else i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR); /* 此处是写指令 */#endif/* 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 */}/* 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;
}
5、i2c_gpio.h（STM32F407 HAL库版本）
#ifndef _BSP_I2C_GPIO_H
#define _BSP_I2C_GPIO_H#include "stm32f4xx.h"#define I2C_WR 0 // 鍐欐帶鍒禸it
#define I2C_RD 1 // 璇绘帶鍒禸itvoid BSP_AT24CXX_InitI2C(void);
void i2c_Start(void);
void i2c_Stop(void);
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte);
uint8_t i2c_ReadByte(void);
uint8_t i2c_WaitAck(void);
void i2c_Ack(void);
void i2c_NAck(void);
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address);#endif6、i2c_ee.h（STM32F407 HAL库版本）
#ifndef __I2C_EE_H
#define __I2C_EE_H#include "stm32f4xx.h"/* * AT24C02 2kb = 2048bit = 2048/8 B = 256 B* 32 pages of 8 bytes each** Device Address* 1 0 1 0 A2 A1 A0 R/W* 1 0 1 0 0 0 0 0 = 0xA0* 1 0 1 0 0 0 0 1 = 0xA1 *//* AT24C01/02每页有8个字节 * AT24C04/08A/16A每页有16个字节 、*/
#define AT24C02#ifdef AT24C01#define EE_MODEL_NAME "AT24C01"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 8 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE 128 /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 1 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif#ifdef AT24C02#define EE_MODEL_NAME "AT24C02"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 8 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE 256 /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 1 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif#ifdef AT24C04#define EE_MODEL_NAME "AT24C04"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 8 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE 512 /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 1 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C08#define EE_MODEL_NAME "AT24C08"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 16 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (16*64) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C16#define EE_MODEL_NAME "AT24C16"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 16 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (128*16) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C32#define EE_MODEL_NAME "AT24C32"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 32 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (128*32) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C64#define EE_MODEL_NAME "AT24C64"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 32 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (256*32) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 1 /* 地址字节的高8bit在首字节 */
#endif#ifdef AT24C128#define EE_MODEL_NAME "AT24C128"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 64 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (256*64) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif#ifdef AT24C256#define EE_MODEL_NAME "AT24C256"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 64 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (512*64) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif#ifdef AT24C512#define EE_MODEL_NAME "AT24C512"#define EE_DEV_ADDR 0xA0 /* 设备地址 */#define EE_PAGE_SIZE 128 /* 页面大小(字节) */#define EE_SIZE (512*128) /* 总容量(字节) */#define EE_ADDR_BYTES 2 /* 地址字节个数 */#define EE_ADDR_A8 0 /* 地址字节的高8bit不在首字节 */
#endif//外部接口函数定义
uint8_t ee_ReadBytes(uint8_t *_pReadBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize);
uint8_t ee_WriteBytes(uint8_t *_pWriteBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize);
uint8_t ee_CheckOk(void);#endif /* __I2C_EE_H */7、i2c_gpio.c（STM32F407 HAL库版本）
/*
*********************************************************************************************************
*
* 模块名称 : I2C总线驱动模块
* 文件名称 : bsp_i2c_gpio.c
* 版 本 : V1.0
* 说 明 : 用gpio模拟i2c总线, 适用于STM32F4系列CPU。该模块不包括应用层命令帧，仅包括I2C总线基本操作函数。
*
* 修改记录 :
* 版本号 日期 作者 说明
* V1.0 2013-02-01 armfly 正式发布
*
* Copyright (C), 2013-2014, 安富莱电子 www.armfly.com
*
*********************************************************************************************************
*//*应用说明：在访问I2C设备前，请先调用 i2c_CheckDevice() 检测I2C设备是否正常，该函数会配置GPIO
*/#include "stm32f4xx.h"
#include "i2c_eeprom/i2c_gpio.h"#define AT24CXX_RCC_CLK_ENABLE __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE // GPIO端口时钟
#define GPIO_AT24CXX_I2C_PORT GPIOB // GPIO端口
#define GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin GPIO_PIN_8 // 连接到SCL时钟线的GPIO
#define GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin GPIO_PIN_9 // 连接到SDA数据线的GPIO#define I2C_SCL_1() HAL_GPIO_WritePin(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin, GPIO_PIN_SET) // SCL = 1
#define I2C_SCL_0() HAL_GPIO_WritePin(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin, GPIO_PIN_RESET) // SCL = 0
#define I2C_SDA_1() HAL_GPIO_WritePin(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin, GPIO_PIN_SET) // SDA = 1
#define I2C_SDA_0() HAL_GPIO_WritePin(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin, GPIO_PIN_RESET) // SDA = 0
#define I2C_SDA_READ() HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin) // 读SDA口线状态
#define I2C_SCL_READ() HAL_GPIO_ReadPin(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin) // 读SCL口线状态/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: bsp_InitI2C
* 功能说明: 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void BSP_AT24CXX_InitI2C(void)
{GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;/* 打开GPIO时钟 */AT24CXX_RCC_CLK_ENABLE(); /* 串口外设功能GPIO配置 */GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_AT24CXX_I2C_SCL_Pin | GPIO_AT24CXX_I2C_SDA_Pin; /* 设为输出口 */GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; /* 设为开漏模式 */GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH;HAL_GPIO_Init(GPIO_AT24CXX_I2C_PORT, &GPIO_InitStruct);/* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */i2c_Stop();
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Delay
* 功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_Delay(void)
{uint8_t i;/* CPU主频168MHz时，在内部Flash运行, MDK工程不优化。用台式示波器观测波形。循环次数为5时，SCL频率 = 1.78MHz (读耗时: 92ms, 读写正常，但是用示波器探头碰上就读写失败。时序接近临界)循环次数为10时，SCL频率 = 1.1MHz (读耗时: 138ms, 读速度: 118724B/s)循环次数为30时，SCL频率 = 440KHz， SCL高电平时间1.0us，SCL低电平时间1.2us上拉电阻选择2.2K欧时，SCL上升沿时间约0.5us，如果选4.7K欧，则上升沿约1us实际应用选择400KHz左右的速率即可*/for (i = 0; i < 100; i++){__NOP();__NOP();}
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线启动信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Start(void)
{/* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */I2C_SDA_1();I2C_SCL_1();i2c_Delay();I2C_SDA_0();i2c_Delay();I2C_SCL_0();i2c_Delay();
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Start
* 功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Stop(void)
{/* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */I2C_SDA_0();I2C_SCL_1();i2c_Delay();I2C_SDA_1();i2c_Delay();
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_SendByte
* 功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
* 形 参: _ucByte ： 等待发送的字节
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{uint8_t i;/* 先发送字节的高位bit7 */for (i = 0; i < 8; i++){if (_ucByte & 0x80){I2C_SDA_1();}else{I2C_SDA_0();}i2c_Delay();I2C_SCL_1();i2c_Delay();I2C_SCL_0();if (i == 7){I2C_SDA_1(); // 释放总线}_ucByte <<= 1; /* 左移一个bit */i2c_Delay();}
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_ReadByte
* 功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
* 形 参: 无
* 返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_ReadByte(void)
{uint8_t i;uint8_t value;/* 读到第1个bit为数据的bit7 */value = 0;for (i = 0; i < 8; i++){value <<= 1;I2C_SCL_1();i2c_Delay();if (I2C_SDA_READ()){value++;}I2C_SCL_0();i2c_Delay();}return value;
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_WaitAck
* 功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{uint8_t re;I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */i2c_Delay();I2C_SCL_1(); /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */i2c_Delay();if (I2C_SDA_READ()) /* CPU读取SDA口线状态 */{re = 1;}else{re = 0;}I2C_SCL_0();i2c_Delay();return re;
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_Ack
* 功能说明: CPU产生一个ACK信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Ack(void)
{I2C_SDA_0(); /* CPU驱动SDA = 0 */i2c_Delay();I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */i2c_Delay();I2C_SCL_0();i2c_Delay();I2C_SDA_1(); /* CPU释放SDA总线 */
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_NAck
* 功能说明: CPU产生1个NACK信号
* 形 参: 无
* 返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_NAck(void)
{I2C_SDA_1(); /* CPU驱动SDA = 1 */i2c_Delay();I2C_SCL_1(); /* CPU产生1个时钟 */i2c_Delay();I2C_SCL_0();i2c_Delay();
}/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: i2c_CheckDevice
* 功能说明: 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
* 形 参: _Address：设备的I2C总线地址
* 返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
{uint8_t ucAck;if (I2C_SDA_READ() && I2C_SCL_READ()){i2c_Start(); /* 发送启动信号 *//* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */i2c_SendByte(_Address | I2C_WR);ucAck = i2c_WaitAck(); /* 检测设备的ACK应答 */i2c_Stop(); /* 发送停止信号 */return ucAck;}return 1; /* I2C总线异常 */
}8、i2c_ee.c（STM32F407 HAL库版本）
/*
*********************************************************************************************************
*
* 模块名称 : 串行EEPROM 24xx驱动模块
* 文件名称 : bsp_eeprom_24xx.c
* 版 本 : V1.0
* 说 明 : 实现24xx系列EEPROM的读写操作。写操作采用页写模式提高写入效率。
*
* 修改记录 :
* 版本号 日期 作者 说明
* V1.0 2013-02-01 armfly 正式发布
*
* Copyright (C), 2013-2014, 安富莱电子 www.armfly.com
*
*********************************************************************************************************
*//*应用说明：访问串行EEPROM前，请先调用一次 bsp_InitI2C()函数配置好I2C相关的GPIO.
*/#include "i2c_eeprom/i2c_gpio.h"
#include "i2c_eeprom/i2c_ee.h"/*
*********************************************************************************************************
* 函 数 名: ee_CheckOk
* 功能说明: 判断串行EERPOM是否正常
* 形 参: 无
* 返 回 值: 1 表示正常， 0 表示不正常
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t ee_CheckOk(void)
{if (i2c_CheckDevice(EE_DEV_ADDR) == 0){return 1;}else{/* 失败后，切记发送I2C总线停止信号 */i2c_Stop();return 0;}
}/*
*********************************************************************************************************
* 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 */#if EE_ADDR_A8 == 1i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR | ((_usAddress >> 7) & 0x0E)); /* 此处是写指令 */#elsei2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR); /* 此处是写指令 */#endif/* 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 */#if EE_ADDR_A8 == 1i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_RD | ((_usAddress >> 7) & 0x0E)); /* 此处是写指令 */#else i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_RD); /* 此处是写指令 */#endif /* 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 10msCLK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 */#if EE_ADDR_A8 == 1i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR | ((_usAddress >> 7) & 0x0E)); /* 此处是写指令 */#else i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR);#endif/* 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();/* 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 10msCLK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 */ #if EE_ADDR_A8 == 1i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR | ((_usAddress >> 7) & 0x0E)); /* 此处是写指令 */#else i2c_SendByte(EE_DEV_ADDR | I2C_WR); /* 此处是写指令 */#endif/* 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 */}/* 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;
}八、测试
下面以AT24C512为例，进行测试，测试以下功能：
1、任意地址连续跨页读多页数据
2、任意地址连续跨页写多页数据
注意：如果需要测试AT24C512，需要在i2c_ee.h中定义宏定义 AT24C512，告诉单片机目前的芯片是AT24C512芯片。
#define AT24C512
注意：如果需要测试AT24C128，需要在i2c_ee.h中定义宏定义 AT24C128，告诉单片机目前的芯片是AT24C128芯片.
#define AT24C128
为便于观察数据读写的每一个字节都是否正确，初始化数组时，将test_array1[0—127] 初始化数值 = 1—128
test_array1[128---255] 初始化数值 = 1---128test_array1[256---383] 初始化数值 = 1---128
下面的测试程序先将存储在数组test_array1中的连续3页数据写到起始地址为80的芯片中。然后将起始地址为80的芯片中的数据读到数组test_array2.
main.c
#include "i2c_gpio.h"#include "i2c_ee.h"uint8_t test_array1[3*EE_PAGE_SIZE]; //注：AT24C512时，EE_PAGE_SIZE=128uint8_t test_array2[3*EE_PAGE_SIZE]; // AT24C512时，一个页面有128个字节 void DEBUG_test_AT24C512(void){uint16_t i;uint16_t j;for (i=0;i<3*EE_PAGE_SIZE;i++){if (i>=256)j=i-256; //test_array1[256---383] 单元初始化数值 = 1---128else if (i>=128)j=i-128; //test_array1[128---255] 单元初始化数值 = 1---128elsej=i; //test_array1[0---127] 单元初始化数值 = 1---128test_array1[i]=j+1;}memset(test_array2,0x00,3*EE_PAGE_SIZE); if (ee_CheckOk() == 1) //如果检测到I2C器件存在{ee_WriteBytes(test_array1,80,3*EE_PAGE_SIZE); //从I2C的地址80处开始写3页字节（测试跨页连续写）ee_ReadBytes(test_array2,80,3*EE_PAGE_SIZE); //从I2C的地址80处开始读3页字节（测试跨页连续读）}}int main(void)
{BSP_AT24CXX_InitI2C();DEBUG_test_AT24C512();while (1){}
}
九、测试结果
可以观察到先将3页数据（共计128*3=384个字节） 写到AT24C512起始地址80处，然后再次读出，数据完全正确。
Chapter2 STM32 (基于HAL库) 硬件IIC读写任意AT24CXX芯片
原文链接
HAL任意AT24Cxx芯片读写：
原理我就不讲了，直接实操：
一、配置
1、使用STM32CUBEMX进行引脚配置，IIC配置如下,切记IIC频率不能大于该从机芯片支持最高通信频率
2、利用串口进行数据查看，串口配置如下
3、时钟我们选择最高72MHZ，这里没有硬性要求都可以
4、配置完成，生成keil工程代码即可
到此配置完成。
二、代码
编写驱动文件：
24CXX.c文件代码如下：
#include "24cxx.h"
#include "myiic.h"
#include "i2c.h"
//初始化IIC接口#define AT24CXX_HANDLE (&hi2c1) //IIC接口
#define AT24C_DEV_ADDR (0XA0) //设备地址void AT24CXX_Init(void)
{//IIC_Init();//IIC初始化AT24CXX_Check();
}/*****************************************
函数名：void AT24CXX_Write(uint16_t WriteAddr,uint8_t *pBuffer,uint16_t NumToWrite)
参数：WriteAddr :要写入数据的地址 pBuffer：要写入的数据的首地址 NumToWrite：要写入数据的长度
功能描述：从指定地址开始写入多个字节数据
返回值：无
*****************************************/
void AT24CXX_Write(uint16_t WriteAddr,uint8_t *pBuffer,uint16_t NumToWrite)
{if(EE_TYPE < AT24C16)HAL_I2C_Mem_Write(AT24CXX_HANDLE,AT24C_DEV_ADDR,WriteAddr,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,pBuffer,NumToWrite,HAL_MAX_DELAY);elseHAL_I2C_Mem_Write(AT24CXX_HANDLE,AT24C_DEV_ADDR,WriteAddr,I2C_MEMADD_SIZE_16BIT,pBuffer,NumToWrite,HAL_MAX_DELAY);
}
/*****************************************
函数名：AT24CXX_Read(uint16_t ReadAddr,uint8_t *pBuffer,uint16_t NumToRead)
参数： ReadAddr：要读取数据的地址 pBuffer：回填数据首地址 NumToRead:数据长度
功能描述：从指定地址开始读取多个个字节数据
返回值：无
*****************************************/
void AT24CXX_Read(uint16_t ReadAddr,uint8_t *pBuffer,uint16_t NumToRead)
{if(EE_TYPE < AT24C16)HAL_I2C_Mem_Read(AT24CXX_HANDLE,AT24C_DEV_ADDR,ReadAddr,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,pBuffer,NumToRead,HAL_MAX_DELAY);elseHAL_I2C_Mem_Read(AT24CXX_HANDLE,AT24C_DEV_ADDR,ReadAddr,I2C_MEMADD_SIZE_16BIT,pBuffer,NumToRead,HAL_MAX_DELAY);
}
/*****************************************
函数名：uint8_t AT24CXX_Check(void)
参数：无
功能描述：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
返回值：检测成功返回0 失败返回1
*****************************************/
uint8_t AT24CXX_Check(void)
{uint8_t temp;uint8_t data = 0XAB;AT24CXX_Read(EE_TYPE,&temp,1);//避免每次开机都写AT24CXX if(temp != 0XAB)return 1; else//排除第一次初始化的情况{AT24CXX_Write(EE_TYPE,&data,1);AT24CXX_Read(EE_TYPE,&temp,1);; if(temp != 0XAB)return 1;}return 0;
}
HAL_24CXX.h文件代码如下：
#ifndef AT24CXX_H__
#define AT24CXX_H__
/*****************************************本驱动文件仅适配HAL库版本
******************************************/
#include "stm32f1xx_hal.h" //链接HAL库#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
//我使用的是AT24C02
#define EE_TYPE AT24C02void AT24CXX_Init(void);void AT24CXX_Write(uint16_t WriteAddr,uint8_t *pBuffer,uint16_t NumToWrite);void AT24CXX_Read(uint16_t ReadAddr,uint8_t *pBuffer,uint16_t NumToRead);uint8_t AT24CXX_Check(void);#endif
三、示例演示：
代码如下：
/* USER CODE BEGIN Header */
/********************************************************************************* @file : main.c* @brief : Main program body******************************************************************************* @attention** Copyright (c) 2022 STMicroelectronics.* All rights reserved.** This software is licensed under terms that can be found in the LICENSE file* in the root directory of this software component.* If no LICENSE file comes with this software, it is provided AS-IS.********************************************************************************/
/* USER CODE END Header */
/* Includes ------------------------------------------------------------------*/
#include "main.h"
#include "i2c.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"/* Private includes ----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "HAL_24cxx.h"
#include <stdio.h>
/* USER CODE END Includes *//* Private typedef -----------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PTD *//* USER CODE END PTD *//* Private define ------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PD */
/* USER CODE END PD *//* Private macro -------------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN PM *//* USER CODE END PM *//* Private variables ---------------------------------------------------------*//* USER CODE BEGIN PV *//* USER CODE END PV *//* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void SystemClock_Config(void);
/* USER CODE BEGIN PFP *//* USER CODE END PFP *//* Private user code ---------------------------------------------------------*/
/* USER CODE BEGIN 0 *//*****************************************
函数名：
参数：无
功能描述：printf输出重定向到串口1
返回值：
*****************************************/
int fputc(int ch,FILE *f){uint8_t temp[1]={ch};HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,2);return ch;
}/* USER CODE END 0 *//*** @brief The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 */uint8_t buff[6];bool res;/* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_GPIO_Init();MX_I2C1_Init();MX_USART1_UART_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */printf("测试程序开始\r\n");res = AT24CXX_Check();if(!res){printf("AT24CXX OK!\r\n");}else{printf("AT24CXX ERROR!\r\n");}HAL_Delay(1000);AT24CXX_Write(0,(uint8_t *)"hello",5);AT24CXX_Read(0,buff,5);printf("buff:%s\r\n",buff);printf("测试程序结束\r\n");/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}/*** @brief System Clock Configuration* @retval None*/
void SystemClock_Config(void)
{RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};/** Initializes the RCC Oscillators according to the specified parameters* in the RCC_OscInitTypeDef structure.*/RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSE;RCC_OscInitStruct.HSEState = RCC_HSE_ON;RCC_OscInitStruct.HSEPredivValue = RCC_HSE_PREDIV_DIV1;RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSE;RCC_OscInitStruct.PLL.PLLMUL = RCC_PLL_MUL9;if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK){Error_Handler();}/** Initializes the CPU, AHB and APB buses clocks*/RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK|RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK|RCC_CLOCKTYPE_PCLK1|RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV2;RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_2) != HAL_OK){Error_Handler();}
}/* USER CODE BEGIN 4 *//* USER CODE END 4 *//*** @brief This function is executed in case of error occurrence.* @retval None*/
void Error_Handler(void)
{/* USER CODE BEGIN Error_Handler_Debug *//* User can add his own implementation to report the HAL error return state */__disable_irq();while (1){}/* USER CODE END Error_Handler_Debug */
}#ifdef USE_FULL_ASSERT
/*** @brief Reports the name of the source file and the source line number* where the assert_param error has occurred.* @param file: pointer to the source file name* @param line: assert_param error line source number* @retval None*/
void assert_failed(uint8_t *file, uint32_t line)
{/* USER CODE BEGIN 6 *//* User can add his own implementation to report the file name and line number,ex: printf("Wrong parameters value: file %s on line %d\r\n", file, line) *//* USER CODE END 6 */
}
#endif /* USE_FULL_ASSERT */
最终效果如下：
测试成功，本次分享到此结束。
Chapter3 STM32驱动AT24CXX系列芯片
所以只要按照时序图的标准来组合IIC基础驱动,就能实现一个存储器的驱动了
代码如下
#ifndef __24CXX_H
#define __24CXX_H
#include "iic.h"
#include "delay.h"#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 #define EE_TYPE AT24C02#define AT_ADDR 0xa0#define AT_CHECK_ADDR 0X00
#define AT_CHECK_VALUE 0X52u8 At24cxxReadOneByte(u16 ReadAddr); //指定地址读取一个字节void At24cxxWriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite); //指定地址写入一个字节void At24cxxWriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len);//指定地址开始写入指定长度的数据u32 At24cxxReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len); //指定地址开始读取指定长度数据void At24cxxWrite(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite); //从指定地址开始写入指定长度的数据void At24cxxRead(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead); //从指定地址开始读出指定长度的数据u8 At24cxxCheck(void); //检查器件void At24cxxInit(void); //初始化IIC#endif
#include "24cxx.h" //初始化IIC接口
void At24cxxInit(void)
{IIcInit();
}//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 At24cxxReadOneByte(u16 ReadAddr)
{ u8 temp=0; IIcStart(); if(EE_TYPE>AT24C16){IIcSendByte(AT_ADDR); //发送写命令IIcWaitAck();IIcSendByte(ReadAddr>>8);//发送高地址 }else IIcSendByte(AT_ADDR+((ReadAddr/256)<<1)); //发送器件地址0XA0,写数据 IIcWaitAck(); IIcSendByte(ReadAddr%256); //发送低地址IIcWaitAck(); IIcStart(); IIcSendByte(AT_ADDR+1); //进入接收模式 IIcWaitAck(); temp=IIcReadByte(0); IIcStop();//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 At24cxxWriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)
{ IIcStart(); if(EE_TYPE>AT24C16){IIcSendByte(AT_ADDR); //发送写命令IIcWaitAck();IIcSendByte(WriteAddr>>8);//发送高地址 }else IIcSendByte(AT_ADDR+((WriteAddr/256)<<1)); //发送器件地址0XA0,写数据 IIcWaitAck(); IIcSendByte(WriteAddr%256); //发送低地址IIcWaitAck(); IIcSendByte(DataToWrite); //发送字节 IIcWaitAck(); IIcStop();//产生一个停止条件 DelayMs(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 At24cxxWriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len)
{ u8 t;for(t=0;t<Len;t++){At24cxxWriteOneByte(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 At24cxxReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len)
{ u8 t;u32 temp=0;for(t=0;t<Len;t++){temp<<=8;temp+=At24cxxReadOneByte(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 At24cxxCheck(void)
{u8 temp;temp=At24cxxReadOneByte(AT_CHECK_ADDR);//避免每次开机都写AT24CXX if(temp==AT_CHECK_VALUE)return 0; else//排除第一次初始化的情况{At24cxxWriteOneByte(AT_CHECK_ADDR,AT_CHECK_VALUE);temp=At24cxxReadOneByte(AT_CHECK_ADDR); if(temp==AT_CHECK_VALUE)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 At24cxxRead(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead)
{while(NumToRead){*pBuffer++=At24cxxReadOneByte(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 At24cxxWrite(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite)
{while(NumToWrite--){At24cxxWriteOneByte(WriteAddr,*pBuffer);WriteAddr++;pBuffer++;}
}
Chapter4 EEPROM初始化默认参数填充
参数的初始化方法，首先读取EEPROM的0位置处的数据，判断是否为0x55AA合法标志，若不是0x55AA，则说明参数区为首次使用，需要进行初始化默认参数填充，于是将DefaultValues所指的默认值填入EEPROM中，并设置0x55AA标志，以后每次上电便会检测到参数的合法性。
/*------------------------------------------------------------Func: 参数系统初始化Time: 2011-11-13Ver.: V1.0Note:
------------------------------------------------------------*/
uint8 WFS_InitParams(void *DefaultValues,uint16 Length)
{uint16 D;EEPROM_Read(0,(uint8 *)(&D),2);if(D!=0x55AA){D=0x55AA;EEPROM_Write(0,(uint8 *)(&D),2);EEPROM_Write(2,(uint8 *)DefaultValues,Length);return 0xFF;}return 0x00;
}
Chapter5 结构体的内存对齐及EEPROM读写结构体参数
原文链接：https://blog.csdn.net/m0_50655389/article/details/133768249
1 结构体的内存对齐
要想正确计算结构体的大小，首先要知道结构体内存对齐的规则。
结构体的内存对齐规则如下：
第一个成员在与结构体变量偏移量为0的地址处。
其他成员变量要对齐到某个数字（对齐数）的整数倍的地址处。
对齐数 = 编译器默认的一个对齐数 与 该成员大小的较小值。VS中默认的值为8。
结构体总大小为最大对齐数（每个成员变量都有一个对齐数）的整数倍。
如果嵌套了结构体的情况，嵌套的结构体对齐到自己的最大对齐数的整数倍处，结构体的整
体大小就是所有最大对齐数（含嵌套结构体的对齐数）的整数倍。
对齐偏移：每个数据类型都有一个对齐偏移量，表示从结构体的起始位置到该数据类型的首个有效字节的偏移量。
2 修改默认对齐数
一些编译器允许使用预处理指令来修改默认对齐方式。例如，可以使用#pragma pack()指令来指定对齐方式。我们需要将默认对齐数修改为多少，在（）里面填入多少即可。以下是一个示例：
#pragma pack(1) // 将默认对齐方式设置为1字节
struct MyStruct
{int a;double b;
};
#pragma pack() // 恢复默认对齐方式
/* i2c_eeprom私有宏及变量定义 start----------------------------------------------------------------*/
/*
参数的初始化方法，首先读取EEPROM的0位置处的数据，判断是否为0x55AA合法标志，若不是0x55AA，
则说明参数区为首次使用，需要进行初始化默认参数填充，于是将DefaultValues所指的默认值填入EEPROM中，
并设置0x55AA标志，以后每次上电便会检测到参数的合法性。
*/
uint16_t EEPROM_status = 0x0000; //0x55AA
int EEPROM_WR_status = 0; //写EEPROM状态，0表示写入失败，1表示写入成功#pragma pack(1) // 将默认对齐方式设置为1字节
typedef struct {
uint8_t RTU_SLAVE_Addr; //Modbus RTU从机通信地址，可以配置
uint32_t RTU_SLAVE_baudrate; Modbus RTU从机通信波特率，可以配置
}EEPROM_SystemParaTypeDef;
#pragma pack() // 恢复默认对齐方式EEPROM_SystemParaTypeDef gEEPROM_SystemPara_instance; //全局变量
uint16_t gSize_Of_EEPROM_SystemParaTypeDef = 0;gSize_Of_EEPROM_SystemParaTypeDef = sizeof(EEPROM_SystemParaTypeDef);
有了该预处理指令，我们可以根据我们的需求，设置相应的默认对齐数。
3 内存对齐的意义
平台原因(移植原因)：
不是所有的硬件平台都能访问任意地址上的任意数据的；某些硬件平台只能在某些地址处取某些特定类型的数据，否则抛出硬件异常。
数据结构(尤其是栈)应该尽可能地在自然边界上对齐。
原因在于，为了访问未对齐的内存，处理器需要作两次内存访问；而对齐的内存访问仅需要一次访问。
总之：结构体的内存对齐是一种优化技术，是一种拿空间来换取时间的做法。
![[Kubernetes[K8S]集群:Slaver从节点初始化和Join]：添加到主节点集群内](https://img-blog.csdnimg.cn/direct/b63cead751c246ae89fb3c6c379de941.png)
