1 t. q6 H/ Q7 }! p/ l& c
NUCLEO-L476RG到手一段时间了，今天来测试一下硬件I2C的操作，听说很多BUG，试一试看如何。

准备用I2C来访问AT24C02 EEPROM，将数据写入到EEPROM中，然后再读取出来，验证读写操作的正确性。

$ }7 c. D& E& m# B' {/ Z硬件平台如下

# ]  P  k& `( {3 |/ a4 X8 H
% I# M2 ?; l! a7 CNUCLEO-L476RG

- s) k3 Y1 j5 [3 h& F" h3 C
& B9 J8 |; f2 T7 T4 O6 B
前段时间FSL的KL02Z套装，上面的MINIDOCK扩展板上恰好有AT24C02，所以借过来用一下，FSL不要生气啊
# O, M4 n5 q. d- q. f4 X
/ m0 E3 Y) @: x8 s) s7 ]

- Y4 [  Y, S/ k" `4 U# Z标准的ARDUINO接口，放到哪都行。合体照。
: w/ m% K* c$ g, ^

0 h$ p: V9 O, a% z* G  _$ N" H
& C) \; \$ l8 {: A硬件连接及原理图
5 H- ?1 N1 V/ W! G$ h- z
/ m- g9 t  p! D9 ?9 r) kMINI DOCI上的AT24C02连接


$ p# o8 v& ^% N, l" X
& r- g( O) `- @+ T& F  \ARDUINO接口：SCL及SDA


5 `4 N  s0 j8 L3 j7 r' M
NUCLEO-L476RG上对应的接口
% f2 H- q8 V  `- S8 y# y

2 Q% z, ~; y' p

写程序之前，要了解硬件的基本特性，首先是STM32L476RG上I2C接口支持的特性；其次是AT24C02的特性。

  m! S' I8 f$ Q1 C( QSTM32L476RG的I2C功能框图如下
3 E$ L8 t) L6 d1 }  w

% l6 |5 Q' x! z
值得一提的是，L4的I2C有自己独立的内核时钟，可以在SYSCLK、PCLK及HSI中任选一种做为I2C的内核时钟。另外L4的I2C支持三种不同的通信速率：100KHZ, 400KHZ，1MHZ。由于AT24C02只支持最高400KHZ，所以这里就选择400KHZ做为内核时钟。
# s6 C  x9 d9 s8 |1 m1 V: D0 x
' b8 ^: W0 ]* F# W创建I2C测试工程，建立过程略。几点要注意的地方。

5 a* s+ S) J. y; r% a; S9 F首先，本例程中使用的是I2C1，对应的SCL及SDA引脚为PB8及PB9，时钟配置后SYSCLK为80MHZ。

I2C硬件配置参数如图



% m6 m0 z' t# M1 N" n* `6 R速度有三种可选：标准，快速，快速加。另外针对不同的特定应用，可以选择设置上升和下降沿的时间，以纳秒为单位，范围为0-120纳秒之间。注意这个TIMING参数，是灰色的，CUBEMX自动计算并设置该值，不像以前的F0和F3系列，需要一个专门的工具来设置TIMING的值，够麻烦的。
' L3 G( q+ t/ {, Y
下面是使用HAL库与EEPROM通信的主要代码。

1. /* USER CODE BEGIN PV */
   
2. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
   # u3 O3 W1 B# ?2 J* H9 z0 T1 M
3. #define EEPROM_ADDRESS        0xA0
   ) Z' Y% }- J9 ]8 _' {
4. #define EEPROM_PAGESIZE        0x11
   
5. #define EEPROM_TIMEOUT        1000
   
6. 
   
7. extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;
   
8. 
   
9. char msg[] = "This is a test!\r\n";
   
10. 
    ! g! M# K) G3 O9 F% S% n& u% _  Z. x
11. char buf[40];
    
12. 
    0 q4 C1 k% K- @4 c8 d. \, x; c
13. int16_t Remaining_Bytes;
    & Q6 b( [# V) j( r& a' w! s
14. uint16_t Memory_Address;
    
15. 
    * L1 o7 L) h& t* s; y, j- G, O
16. uint16_t len;
    & Q9 M# A8 M* e# r) v5 e! f% n
17. 
    
18. ......
    
19. 
    1 X  |7 g/ a/ |) Z: G+ T6 W
20. //write msg to eeprom
    
21. Remaining_Bytes = strlen(msg);
    " s2 ]7 `; m4 f& j# E4 Y
22. Memory_Address = 0;
    + a7 e: p; C) t, A. h; ]
23.         
    0 j/ {  p. S! F' G
24. while(Remaining_Bytes > 0)
    
25. {
    : U" s0 T* _, k! F; o4 S" Y7 C
26.       if(HAL_I2C_Mem_Write_DMA(&hi2c1, EEPROM_ADDRESS, Memory_Address, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t *)(msg + Memory_Address), EEPROM_PAGESIZE) != HAL_OK)
    
27.       {
    
28.               Error_Handler();
    
29.                         
    
30.        }
    
31.                
    
32.        while(HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
    9 U4 G- Z4 _3 [# ?7 K! s" g
33.        {
    
34.        }
    & q; U7 A, r7 l9 y
35.                
    + v7 K+ \1 M6 C4 o
36.        while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, EEPROM_ADDRESS, 10, 300) == HAL_TIMEOUT);
    
37.                
    " @; m- X1 s% M4 c  H/ F
38.        while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
    
39.         {
    
40.         }
    ' p6 P, C5 j: N9 e( f
41.                
    
42.          Remaining_Bytes -= EEPROM_PAGESIZE;
    % X: ^1 y4 s: t
43.                
    - |9 F. m' I6 _
44.          Memory_Address += EEPROM_PAGESIZE;
    
45.         }
    
46.         
    4 ~. F) V8 [6 ^! l7 c# y9 f) o
47. //read msg to buff
    3 }1 T/ ~6 v) s+ d8 h
48. 
    * A) h  E3 [) x( B5 W. I8 ]- q& @3 u
49.   if(HAL_I2C_Mem_Read_DMA(&hi2c1 , EEPROM_ADDRESS, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t*)buf, strlen(msg))!= HAL_OK)
    : i7 k' h7 g3 f- t
50.   {
    
51.     /* Reading process Error */
    
52.     Error_Handler();        
    1 f% i$ j% E+ v! [" B4 K9 |
53.   }
    
54.   
    $ `' k; q( @* u8 [' _, g. v
55.   /* Wait for the end of the transfer */  
    
56.   while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
    
57.   {
    1 u7 B4 ]4 ]% [3 C! S) r* J$ j
58.   }
    $ V, p, Z0 m5 y9 j* ^$ x
59.         

复制代码

) u/ j2 n7 m) H' U: Y根据STD库中用户的反馈，I2C出错的原因主要由几方面造成，一是ST设计的I2C接口，通信过程中一些状态变量及标志位的设置非常严格，如果程序逻辑考虑不周全，会导致I2C停止工作，需要软复位后才能继续；另一方面，I2C接口在处理单个，双字节及多字节传输过程中要分开考虑，进一步将问题复杂化了；还有就是结合具体的I2C设备，不同的时序要求，进一步复杂化了通信过程。

3 M3 b9 [& d* j; y5 ?' V这些问题在HAL库中都得到了很好的解决，为此，HAL库中设计了几种不同类型的API函数供调用。一类是通用的接收和发送函数，这类API函数将I2C接口视为类似于“流对象”，通信时从流对象中接收或发送数据；另一类则是类似于EEPROM之类的特殊存储对象，从这些存储对象中接收或发送数据时，都需要提供一个地址，以便准确定位。使用EEPROM来实验时，我们使用的是第二类API函数。两个主要的API函数原型及参数如下。

1. /**
   
2.   * @brief  Transmit in master mode an amount of data in non-blocking mode with DMA
   
3.   * @param  hi2c : Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains
   2 l4 g# k4 P& o  P1 \2 F
4.   *                the configuration information for the specified I2C.
   
5.   * @param  DevAddress: Target device address
   # B7 f( a+ G: f
6.   * @param  pData: Pointer to data buffer
   
7.   * @param  Size: Amount of data to be sent
   
8.   * @retval HAL status
   
9.   */
   
10. HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Master_Transmit_DMA(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size)

复制代码

1. /**
   " ~0 b% i% a4 N% Z
2.   * @brief  Reads an amount of data in non-blocking mode with DMA from a specific memory address.
   3 l9 g' N9 }/ e' b# {* H( f
3.   * @param  hi2c : Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains
   
4.   *                the configuration information for the specified I2C.
   : X7 c. n" t0 }) `' e6 H
5.   * @param  DevAddress: Target device address
   * e' R5 c, I6 o: f8 L  ~
6.   * @param  MemAddress: Internal memory address
   
7.   * @param  MemAddSize: Size of internal memory address
   
8.   * @param  pData: Pointer to data buffer
   : L2 V& Z5 Y  b! |0 F! r
9.   * @param  Size: Amount of data to be read
   
10.   * @retval HAL status
    
11.   */
    
12. HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read_DMA(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size)

复制代码

关于这两个函数的更详细的调用方法及说明，请参考API文档。

注意在具体操作EEPROM的时候，还要注意，EEPROM分字节读写及页面读写两种类型，对HAL API的调用还要进行适当的修改。
3 ^! a, a1 d0 }( Y- k
由于ST HAL API做了大量的后台工作，上面的代码看起来过于简单了。但实际上API函数在后台做了大量的工作，这不正是我们期待的么！
9 r" C: F. i& Q4 `, I
最后来看看运行结果。
3 `& N: j+ n; R2 _1 C
, g/ |; n+ ?* t, wUART打印的写入及读取取结果
9 |6 Q1 ]  Z+ T  X' D

' }8 T" L& f) U& m+ y: H' P* F% B
逻辑分析仪LA


# Z! P) E( N# [6 y8 v. J
( I% |; T! h& k4 [I2C通信全程，LA分析结果


. |/ C& L# P; m* `, n4 B, E
开始通信，顺序依次是开始信号，地址，EEPROM写入地址，第一个数据字节
; H5 _! ~8 t- G# `4 b0 c

! B& I' i$ V1 I( h3 ~+ }/ O. |% }
8 j' V, Y) e& Z$ M1 `0 W0 V字符0x0D, 0x0A, 结束信号。


% {( \1 L0 x0 U5 X
接收开始，顺序依次是开始信号，地址，EEPROM读取地址，第一个数据字节


6 T, J2 k" ^5 O% ]  ^, f
, m0 K& z2 n/ G) e* I( Q读取结束
# Q$ r+ [, G7 f, y0 X

+ F# @6 u+ Y& _  G2 i


# N/ f9 g1 W' Z+ Z附工程
  p# g- N0 x( b
eeprom.zip (3.17 MB, 下载次数: 203)

2015-11-8 20:34 上传

点击文件名下载附件

: n6 n! T5 f& J$ c& ?1 {

楼主，您好，我利用您的代码测试失败，串口只发送了“Write to EEPROM:和This is a test!”，经测试，程序在运行        这部分是发生错误：        if(HAL_I2C_Mem_Write_DMA(&hi2c1, EEPROM_ADDRESS, Memory_Address, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t *)(msg + Memory_Address), EEPROM_PAGESIZE) != HAL_OK)
) X: S3 Z% u3 ]& ~                {
' M6 {8 U6 o8 n: [; R  K                        Error_Handler();
& e' `# m+ D  R1 {4 B% u, }8 u        }；程序直接进入Error_Handler()函数，请问是什么原因呢？我检查了很多地方，还是不行，求指教，非常感谢！（测试环境stm32l476rg+at24c02,后来用了at24c16测试还是失败）

对比过硬件IIC和模拟IIC，硬件的IIC直接被模拟IIC给打爆！
1、移植，直接秒杀不用多说
& ]' k; u' `5 p! W2 ^+ y2、效率，IIC的硬件通讯过程中用了太多的访问标志位，实际效率不会增加，一样是让CPU在耗，
; y6 i1 E9 I1 {9 Y, Z+ W) n. }$ S              所以，效率反而没有模拟IIC高，因为GPIO的反转速率轻松满足IIC的通信速率，所以
/ ~- g7 p3 t4 ?: y( W8 O7 \0 N              模拟IIC照样更胜1筹。
0 o, K( H8 I2 W% n: @3、复杂性，ST的通病，反而模拟IIC更加把协议变得很直观。
0 f4 F5 _& V" A纵上所述，感觉这个硬件IIC就是个鸡肋。

沙发                     

地板

这个逻辑分析仪是啥牌子的？多少M？那个打标线不错。。。

多谢分享啊。。。。

Hal库把底层都写好了，所以硬件i2c还是较简单的

楼主好牛，两个板子都有了。而且还有逻辑分析仪

逻辑分析仪自己买的吗大神总是一鸣惊人啊

前来学习观战中。。。

强大

逻辑分析仪都用上了啊？？多少钱啊

楼主的逻辑分析仪花了多少钱？便宜的话推荐一下吧

这个厉害，虽然IIC很多人都觉得不好用

QianFan 发表于 2015-11-8 20:42
  a( ]5 B9 M9 x这个逻辑分析仪是啥牌子的？多少M？那个打标线不错。。。

梦源的牌子吧,100M