坊间一直流传着一个传说~STM32的硬件I2C设计有BUG，最好不要用，用软件I2C比较靠谱。长久以来，为了不必要的麻烦，我也一直没有用过硬件I2C，主要是软件I2C也比较方便，基本上任意端口都可以用。

最近画了块板子，正好用到了I2C，就顺便来测试一下硬件I2C是不是真的像有些人说的不好用。
1 p& Y9 f5 o6 f
测试硬件：STM32F407VET6+AT24C64
测试软件：STM32CubeMX v6.1.1
HAL库：STM32CubeF4 Firmware Package V1.25.2

. \7 V& D3 Q& _
STM32CubeMX配置
# ]. r7 b6 L  M* k$ S
, b  [6 z6 Q" `$ @" A
使用STM32CubeMX配置很方便，时钟等基础配置不再详细介绍，直接看I2C配置如下：
  q5 B5 g) y* j9 c" g  G4 C  `

- ~& P! x: W) ~  A这里的速度模式选择为标准模式，时钟为100K。要求高的可以选择Fast模式，400K时钟。

& c; t7 ?: W# b
3 ]) N5 ?  j! d5 }配置完成后生成代码。
/ Q  m: ^" Y. p. B7 J1 C

编写代码

* n% g  w; a' V3 ]3 ]- m
代码生成后，直接调用读写数据的函数即可：


HAL_I2C_Mem_Read
HAL_I2C_Mem_Write


! c# |. ~' ?; n* i! @# ^函数参数可参考代码注释。

+ n" n' k3 x) R( D
& {" r% S1 T) X1 G% r* G2 @24CXX系列的EEPROM进行写操作时需要注意，跨页写入时，要有一定的延时，否则会写入不成功。不同容量的页大小也不一样。
0 z5 u$ A/ ]0 r; |" C6 s, e

1 ?1 e9 a. j. J4 V7 ^( U另外，24C16以下容量的地址为8位，24C32以上容量的地址为16位，在调用读写函数时需要注意，选择I2C_MEMADD_SIZE_8BIT或者I2C_MEMADD_SIZE_16BIT。测试使用的是24C64，所以选择I2C_MEMADD_SIZE_16BIT。
+ t' v2 v$ n% Y: F5 d6 d# a9 C
5 l' z! X6 T: h4 O( O( I
为了方便操作，将读写函数再封装一层，将跨页写入的各种情况都考虑到，实现任意地址连续写入。程序如下：

1. 
   $ v7 L, f- ?( n0 V/ R, U5 a) b. v
2. #include "at24c64.h"
   
3. #include "i2c.h"
   
4. 
   & M6 f* X1 r6 {5 ]) u+ g# _1 B
5. #define AT24CXX_ADDR_READ   0xA1
   : y+ L" Z7 b7 X' j8 F3 y- c
6. #define AT24CXX_ADDR_WRITE   0xA0
   # @% G8 K8 U  E- P; y; y
7. #define PAGE_SIZE   32
   0 S3 U4 D7 C# h- ^. q
8. /**
   . L) W9 I' ^- N6 g' [  s6 T
9. * @brief        AT24C64任意地址连续读多个字节数据
   
10. * @param        addr —— 读数据的地址（0-65535)
    " C( _' I  h* n6 _
11. * @param        dat  —— 存放读出数据的地址
    
12. * @retval        成功 —— HAL_OK
    3 W* {- F3 S+ K$ ~' e( o
13. */
    4 P( }& ?$ p/ b
14. uint8_t At24cxx_Read_Amount_Byte(uint16_t addr, uint8_t* recv_buf, uint16_t size)
    
15. {
    - h: o8 N, ]. ^4 J" G" l  l
16.     return HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_READ, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, recv_buf, size, 0xFFFFFFFF);
    # W& E" K1 F( m! {; {6 c' F9 o
17. }
    9 Q' q. s2 w  ?
18. 
    3 I% X# L  O" F3 h
19. /**
    
20. * @brief        AT24C64任意地址连续写多个字节数据
    % Z! F/ n0 g/ F) k) r9 b, ~* H
21. * @param        addr —— 写数据的地址（0-65535）
    * X" c# e% \6 [6 C  Y- [, c8 _1 D
22. * @param        dat  —— 存放写入数据的地址
    # f, r. {5 J- u( x  v9 Z& W
23. * @retval        成功 —— HAL_OK
      C/ R4 x$ d' y2 r: c
24. */
    % V# ?9 g1 t+ P
25. uint8_t At24cxx_Write_Amount_Byte(uint16_t addr, uint8_t* dat, uint16_t size)
    * F3 g* }+ M0 q0 m7 y! N$ q
26. {
    
27.     uint8_t i = 0;
    
28.     uint16_t cnt = 0;        //写入字节计数
      t3 ]% F0 C% a
29.    
    # E, v+ G3 [5 m" I
30.     /* 对于起始地址，有两种情况，分别判断 */
    
31.     if(0 == addr % PAGE_SIZE )
    
32.     {
    * H) [# G* D4 t
33.         /* 起始地址刚好是页开始地址 */
    
34.         
    
35.         /* 对于写入的字节数，有两种情况，分别判断 */
    & a1 J$ u1 I5 ^# v3 k
36.         if(size <= PAGE_SIZE)
    % v& _/ [! |7 r' W
37.         {
    
38.             //写入的字节数不大于一页，直接写入
    9 f4 I, B+ @, L% ^! h) t7 e
39.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, dat, size, 0xFFFFFFFF);
    
40.         }
    
41.         else
    
42.         {
    
43.             //写入的字节数大于一页，先将整页循环写入
    ) q$ X) B5 g. D4 @
44.             for(i = 0;i < size/PAGE_SIZE; i++)
    
45.             {
    - r# ^  V, d* ^' J: F+ K
46.                 HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], PAGE_SIZE, 0xFFFFFFFF);
    
47.                 HAL_Delay(3);
    1 K3 y2 r, s( T, o/ {( S/ \
48.                 addr += PAGE_SIZE;
    * u- V. `3 ^* [  t3 o" E# n
49.                 cnt += PAGE_SIZE;
    
50.             }
    2 ?! A, R; `9 |) S& L+ I1 b
51.             //将剩余的字节写入
    
52.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], size - cnt, 0xFFFFFFFF);
    
53.         }
    
54.     }
    6 l# _, O' i# E1 M0 a  @
55.     else
    
56.     {
    # ~7 {% }" a, k4 X6 J
57.         /* 起始地址偏离页开始地址 */
    
58.         /* 对于写入的字节数，有两种情况，分别判断 */
    " l9 `' N) k0 ~# ]
59.         if(size <= (PAGE_SIZE - addr%PAGE_SIZE))
    
60.         {
    
61.             /* 在该页可以写完 */
    3 z. E0 K- k/ E1 K5 I+ {
62.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, dat, size, 0xFFFFFFFF);
    6 q* S' f8 i* P& R7 v4 U5 q
63.         }
    ' k  D  P6 i0 c; F8 y8 q. t$ }
64.         else
    1 J9 W: M- G# e
65.         {
    3 a* o# n9 {/ R) x! b- C4 {
66.             /* 该页写不完 */
    + h1 n- Y" Q* S" j  L: N
67.             //先将该页写完
    ; C) g( L3 ~. v2 M) ]1 @5 Q0 t
68.             cnt += PAGE_SIZE - addr%PAGE_SIZE;
    . B# Q9 I( {# j% V
69.             HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, dat, cnt, 0xFFFFFFFF);
    
70.             addr += cnt;
    
71.             HAL_Delay(3);
    
72.             //循环写整页数据
    
73.             for(i = 0;i < (size - cnt)/PAGE_SIZE; i++)
    + N) h  \% T; R, M1 P; ?
74.             {
    ' {0 `' w$ P$ R* O7 r
75.                 HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], PAGE_SIZE, 0xFFFFFFFF);
    
76.                 HAL_Delay(3);
    
77.                 addr += PAGE_SIZE;
    
78.                 cnt += PAGE_SIZE;
    ( A: p; b5 e2 E. F6 G* X; @) c
79.             }
    ; H$ J9 q* G9 E$ c% L
80.             
    
81.             //将剩下的字节写入
    ' q) j  J, _7 t( b
82.             return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, AT24CXX_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, &dat[cnt], size - cnt, 0xFFFFFFFF);
    
83.         }            
    
84.     }
    
85. }

复制代码

测试结果
) ?0 g  L1 a/ b: V- C
" s, f1 \- G0 g$ |8 U" R+ l0 A
% U) M, f/ T* b7 ]$ ~经过测试硬件I2C读写EEPROM正常。没有发现所谓的BUG，当然这只是M4内核的针对EEPROM一种器件的测试，对于其它内核（M3等）和其它I2C器件，还有待验证。


! [7 Y7 _" V6 X- F* G总结
$ k7 Q9 T6 y3 i- u* e
/ R# |4 Z4 q8 ^3 J, ^! e
硬件I2C使用起来比较简单，不需要自己去调节时序，但是只能使用固定的几个引脚。


软件模拟I2C可以使用任意引脚，针对不同的MCU，移植起来比较方便，但对于不同频率的MCU，时序调节比较麻烦。

' p( u8 H8 c2 r1 t$ p6 {, P8 H
! {; G6 {9 P& q; d8 {% Z, E两者各有其优缺点，需要根据实际需求去选择。