STM32CubeMx入门教程（7） I2C的读写应用

$ d4 r3 p3 R: x8 Z" P8 U( n2 B+ X

导语“本次 教程使用CubeMx配置I2C进行I2C总线设备的数据读写操作，使用EEPROM作为实验对象”

01

------------第一节 系统要求----------

3 b( k# ]# ]: v- L5 O) u" U/ v

•硬件

野火指南者开发板

# C. B. L4 ?4 n  i) E9 O! e

•软件

CubeMx & MDK & 串口调试助手

1 ]  Q- r' T+ a% j# I

•原理图

/ i1 `8 i$ ^* S4 g8 f
  E) T0 o3 G2 \# N1 Y

9 m, C8 C8 N/ ~9 J/ d

我们可以从原理图中得到使用的I2C1，AT24C02的设备地址的第三位是000，容量是256个字节。设备地址从下图得到：

( a* p& `0 C4 M0 ?4 a0 S
/ ^  p, C: K6 h# x" d' ]

不带读写方向的使用左移得到的地址为0b10100000->0xA0, 读地址为：0xA1,写地址为0xA0;

% U" \+ |" H. v- W! i

注意：（1） 操作ATC02的时候，多字节写入的时候没写入一个字节，延时最小5ms, 多字节读的时候没有要求，页写入的时候每8个字节为一页，共32页。

02

------------第二节 CubeMx的配置----------

% c. C& ^$ G) Q2 B/ n6 t6 w

我们依然使用之前的USART的项目，在此基础上进行I2C的配置，串口的使用是进行EEPROM读写数据显示在控制台上，使用CubeMx进行I2C的配置：

# g6 c. F7 j/ C
0 |; I4 S. G8 u
8 l1 X2 n* m: J4 F. R
# }& F0 I) J& H* O9 g

I2C的配置很简单，完成上述配置后生成代码。

5 p  M6 D( c$ O$ a4 J6 R. Y0 s3 @/ |

03

------------第三节MDK的代码编写----------

使用MDK打开CubeMx生成的代码进行应用代码编写。

（1）在main.c 中进行AT24C02的相关宏定义和变量定义：

: B1 Y2 M4 q' I. d

1. #define ADDR_AT24C_Write 0xA0
   2 P9 e" E8 G; M# g. A+ K* w
2. #define ADDR_AT24C_Read  0xA1
   ! i6 L# T5 N; r% L0 V  ?( u+ A, B
3. #define DEV_ADDR_ATC02   0xA0 //0x50 左移得到的。
   
4. #define ATC02_BufferSize 256   // 256
   " h5 B5 c! F" _6 _. g+ I
5. #define I2C_TIMEOUT                0xFF
   
6. #define AT_I2C              hi2c1
   3 n, K% w0 l" _2 \5 G5 Y
7. uint8_t AT24_WriteBuffer[ATC02_BufferSize],AT24_ReadBuffer[ATC02_BufferSize];

复制代码

（2） 应用函数申明：

1. HAL_StatusTypeDef I2C_Write_Buffer(I2C_HandleTypeDef *hi2c,\
   5 c5 z  T" T3 e$ n$ v& F
2. uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress,\
   7 m/ H& o5 h$ ]* ]1 C& ]
3. uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size,\
   / v1 K0 W8 H/ L" V9 a' ^, R
4. uint32_t Timeout);
   + ~7 n0 R$ D/ w; C3 s* [: u
5. HAL_StatusTypeDef I2C_Read_Buffer(I2C_HandleTypeDef *hi2c,\
   
6. uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress,\
   
7. uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size,\
   6 k2 Z3 e( x$ `. Y
8. uint32_t Timeout);

复制代码

. @. O4 B# n# ?9 v+ j
$ j$ _# E* e! @

I2CWriteBuffer()是自定义的任意字节写入I2C-AT24C02的函数，I2CReadBuffer()是任意字节读写函数。这两个函数的实现采用HAL库的这两个函数：

1）HALStatusTypeDefHALI2CMemWrite(I2CHandleTypeDef *hi2c, uint16t DevAddress, uint16t MemAddress,uint16t MemAddSize, uint8t *pData, uint16t Size, uint32_t Timeout);

$ |* P+ a, f" S& u

参数依次是：（I2C句柄，AT24C02的设备地址，设备中数据地址，数据地址的大小，写的数据，数据大小，超时时间）

& ]/ P- }, n5 M$ Q9 A9 j

2）HALStatusTypeDefHALI2CMemRead(I2CHandleTypeDef *hi2c, uint16t DevAddress, uint16t MemAddress,uint16t MemAddSize, uint8t *pData, uint16t Size, uint32_t Timeout);

参数依次是：（I2C句柄，AT24C02的设备地址，设备中数据地址，数据地址的大小，读出数据，数据大小，超时时间）

) x8 m8 {" A$ S# ~& O4 J( V3 W

为什么不直接使用库函数呢？是因为在测试中AT24C02读写不正常，查看AT24C02的手册发现，单个字节写入没问题，多字节的写入需要每个字节延时5ms, 其实多字节的读没有问题，这个从新实现了下。可以连续8个字节的页写入，这个不需要延时。

/ k- O- O* N1 g2 ?. t

（3）多字节的读写函数：

" J# K5 f" c7 h- Z, ]

1. /*这里自己实现多字节的ATC02的写操作*/
   
2. HAL_StatusTypeDef I2C_Write_Buffer(I2C_HandleTypeDef *hi2c,\
   3 o, n% ]# i$ F8 L3 E
3. uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress,\
   1 U! h' ]8 Q  U4 c0 u' q
4. uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size,\
   
5. uint32_t Timeout)
   - G# E" |9 v9 t7 ?" _4 r/ @: ^
6. {
   
7.        uint16_t count=0;
     ~  b5 h# x# ]0 N
8.        for(count=0;count
   
9.        {
   
10.               if(HAL_I2C_Mem_Write(hi2c,DevAddress,MemAddress, MemAddSize,pData,1,Timeout)==HAL_OK)
    9 L- {6 D7 V/ K2 s3 z2 f( z
11.               {
    - b; ~3 s+ F! @  D
12.                      MemAddress ++;
      T# P- |( I- G: m
13.                      pData ++;
    # G: @! w. ^% v
14.                      HAL_Delay(5);
    
15.               }
    ! o3 p7 s4 T- |# w* M# N* N" _: |
16.               else
    * [9 ^/ O, y3 \$ L8 ?
17.               {
    # g2 a9 H! T8 ^& X4 n! e; x  k9 [
18.                      printf("i2c write is error \t\n");
    
19.                      return HAL_ERROR;
    
20.               }
    " l; D. n; M( I, D# j- }
21.        }
    
22.        return HAL_OK;
    9 B6 v; e- j# y; w
23. }
    ) x. N1 ]4 ^# B9 c7 ]$ u" u# A5 H
24. /*这里自己实现多字节的ATC02的读操作*/
    7 x9 |2 j( T+ s# m4 @
25. HAL_StatusTypeDef I2C_Read_Buffer(I2C_HandleTypeDef *hi2c,\
    ' N5 g7 M* r, y7 p/ X( C$ Z
26. uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress,\
    * y! x/ r# p+ j2 ~
27. uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size,\
    
28. uint32_t Timeout)
    6 c+ X7 a4 E  Q% J
29. {
    
30.        uint16_t count=0;
    0 q2 @# O  ]4 t
31.        for(count=0;count<Size;count ++)
    2 w* f/ ^# i, V' E( t
32.        {
    
33.               if(HAL_I2C_Mem_Read(hi2c,DevAddress,MemAddress, MemAddSize,pData,1,Timeout)==HAL_OK)
    
34.               {
    - V3 h, X1 Z$ A) N# A& v9 Y
35.                      MemAddress ++;
    
36.                      pData ++;
    7 }+ P: w: {: {6 I- W3 p  ~
37.                      //HAL_Delay(5);
    
38.               }
    ! h* K! I# P3 c$ Z) O
39.               else
    / s# s% y+ L5 A' M7 k( ]2 e" r
40.               {
    ( u6 u/ v6 u! S% u3 n' ~) _: _' I
41.                      printf("i2c read is error \n");
    8 h* ~3 P9 q1 @* ]) \% H# u' J
42.                      return HAL_ERROR;
    3 I5 H, L5 G% E
43.               }
    
44.        }
    
45.        return HAL_OK;
    9 |5 [( j# f; C8 i# \2 t  _7 j
46. }

复制代码

( ^! g5 ~. T5 z7 R8 Z: g0 c3 h

(4)在main函数中添加测试代码：

1. uint16_t num_atc=0;
   
2.        printf("this is test for I2C device read and write in ATC02\r\n");
   
3.        printf("/**--------------------开始I2C-------------------------**/\r\n");
   
4.        for( num_atc=0;num_atc
   
5.        {
   4 J1 [! Z1 U2 s9 a5 J# Q; V
6.               AT24_WriteBuffer[num_atc]=num_atc;
   
7.               printf("0x%x\t",AT24_WriteBuffer[num_atc]);      
   
8.        }
   
9.        if(I2C_Write_Buffer(&AT_I2C,DEV_ADDR_ATC02, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,AT24_WriteBuffer,ATC02_BufferSize, I2C_TIMEOUT) == HAL_OK)
   
10.        {
    
11.               printf("write i2c lots bytes is ok\t\n");
    : ^. L' ]2 M' ?7 S2 ?
12.        }
    
13.        if(HAL_I2C_Mem_Read(&AT_I2C,DEV_ADDR_ATC02, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,AT24_ReadBuffer,ATC02_BufferSize,I2C_TIMEOUT)== HAL_OK)
    , r* V2 t# L! D/ ]
14.        {
    % w* s( U/ z/ R4 x  Q) ]
15.               printf("\r\n EEPROM 24C02 read data Test OK \r\n");
    $ @* g  n# s3 s8 y/ E. z* S
16.        }
    $ k5 H5 T- I6 A
17.        else
    ( K/ M0 P  `5 m; d
18.        {
    
19.               printf("\r\n EEPROM 24C02 read data Test False \r\n");
    3 [* V) i  _+ Y* {
20.        }
    
21. /*这里使用自定义多字节读函数也是正常的*/
    
22. /*
    2 Y1 c, L8 ?, W9 w% J* c- Q4 P
23.        if(I2C_Read_Buffer(&AT_I2C,DEV_ADDR_ATC02, 0,               I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,AT24_ReadBuffer,ATC02_BufferSize,I2C_TIMEOUT)== HAL_OK)
    & v/ w( {& ?. P7 M, v0 N  |: a
24.        {
    
25.               printf("i2c read lots is ok\t\n");
    
26.        }
    
27. */
    
28.        for(num_atc=0; num_atc<ATC02_BufferSize; num_atc++)
    3 O% l0 g) V% y+ p3 Y# H8 M4 C. T5 g
29.        {
    & n+ `; I9 T3 D8 C; X  S7 ~
30.               printf("0x%x\t",AT24_ReadBuffer[num_atc]);
    
31.        }
    
32.        if(memcmp(AT24_WriteBuffer,AT24_ReadBuffer,ATC02_BufferSize) == 0 ) /* check date */
    % }1 V( F! R% s5 z# ~
33.        {
    
34.               printf("\r\n EEPROM 24C02 Read and write Test OK\r\n");
    
35.        }
    
36.        else
    
37.        {
    
38.     printf("\r\n EEPROM 24C02 Read and write Test False\r\n");
    
39.        }      
    / g4 M: U1 Z' w! J8 y7 G
40.        printf("/**--------------------结束I2C-----------------**/\r\n")；

复制代码

编译上述程序后下载。

04

------------第四节效果演示----------

! y: i0 ~% k& j$ y

使用串口观察写入的数据和读出的数据是否一致？

5 N' e8 c; x; N+ {
& m/ T1 o2 O, j' Y

可以看到I2C操作EEPROM进行读写都是正常的。

文章出处： 小鸟的早晨

4 Y7 r7 v9 i. i