STM32Cube-13 | 使用硬件I2C读写EEPROM（AT24C02）
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本篇详细的记录了如何使用STM32CubeMX配置STM32L431RCT6的硬件I2C外设读取EEPROM数据（以AT24C02为例）。
1. 准备工作
硬件准备
开发板
首先需要准备一个开发板，这里我准备的是STM32L4的开发板（BearPi）：
EEPROM
小熊派开发板左边的接口是E53接口，用来连接E53接口的扩展板，每个扩展板都板载了一块EEPROM用来保存信息，如图：
AT24C02的原理图如下（该原理图中有bug，A0的上拉电阻无效，实际A0为低电平）：
软件准备
需要安装好Keil - MDK及芯片对应的包，以便编译和下载生成的代码；
Keil MDK和串口助手Serial Port Utility 的安装包都可以在文末关注公众号获取，回复关键字获取相应的安装包：
2.生成MDK工程
选择芯片型号
打开STM32CubeMX，打开MCU选择器：
搜索并选中芯片STM32L431RCT6:
配置时钟源
如果选择使用外部高速时钟（HSE），则需要在System Core中配置RCC；
如果使用默认内部时钟（HSI），这一步可以略过；
这里我都使用外部时钟：
配置串口
小熊派开发板板载ST-Link并且虚拟了一个串口，原理图如下：
这里我将开关拨到AT-MCU模式，使PC的串口与USART1之间连接。
接下来开始配置USART1：
配置硬件I2C
首先查看小熊派开发板的原理图，确定EEPROM接在哪个I2C接口上，如图：
接下来开始配置I2C接口1：
配置时钟树
STM32L4的最高主频到80M，所以配置PLL，最后使HCLK = 80Mhz即可：
生成工程设置
代码生成设置
最后设置生成独立的初始化文件：
生成代码
点击GENERATE CODE即可生成MDK-V5工程：
3. 在MDK中编写、编译、下载用户代码
修改I2C初始化代码的小BUG
重定向printf( )函数
参考：
编写EEPROM驱动程序
EEPROM的驱动编写篇幅过多，单独分出来一节讲述。
4. AT24C02驱动的编写
确定IIC器件地址
根据AT24C02的 Datasheet 可知AT24C02有2K bit，即256B，分为32页,每页8个字节，结合数据手册和原理图可以得知，板载AT24C02的读地址为0xA2，写地址为0xA3：
首先在at24c02_i2c_drv.h中编写AT24C02相关的宏定义：
然后在at24c02_i2c_drv.c中引入i2c.h，基于HAL提供的硬件IIC操作函数，编写AT24C02的一些底层函数，如下。
任意地址写一个字节
根据AT24C02的数据手册可知，AT24C02写一个字节的格式如下：
编写的函数如下：
/**
* @brief AT24C02任意地址写一个字节数据
* @param addr —— 写数据的地址（0-255）
* @param dat —— 存放写入数据的地址
* @retval 成功 —— HAL_OK
*/
uint8_t At24c02_Write_Byte(uint16_t addr, uint8_t* dat)
{
return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, dat, 1, 0xFFFF);
}
任意地址读一个字节
根据AT24C02的数据手册可知，AT24C02读一个字节的格式如下：
编写的函数如下：
/**
* @brief AT24C02任意地址读一个字节数据
* @param addr —— 读数据的地址（0-255）
* @param read_buf —— 存放读取数据的地址
* @retval 成功 —— HAL_OK
*/
uint8_t At24c02_Read_Byte(uint16_t addr, uint8_t* read_buf)
{
return HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, AT24C02_ADDR_READ, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, read_buf, 1, 0xFFFF);
}
测试字节读写函数
在main.c中测试：
int main(void)
{
uint8_t write_dat = 0xa5;
uint8_t recv_buf = 0;
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_I2C1_Init();
MX_USART1_UART_Init();
if(HAL_OK == At24c02_Write_Byte(10,&write_dat))
{
printf("Write ok\n");
}
else
{
printf("Write fail\n");
}
HAL_Delay(50); //写一次和读一次之间需要短暂的延时
if(HAL_OK == At24c02_Read_Byte(10,&recv_buf))
{
printf("Read ok, recv_buf = 0x%02X\n", recv_buf);
}
else
{
printf("Read fail\n");
}
while(1);
测试结果如下：
任意地址连续写多个字节
AT24C02连续写字节的时候需要注意，不能使用写单个字节函数连续的写入，因为AT24C02分为了32页，每页是8个字节，如果连续的单字节写入8个字节后，会重复的继续往该页写数据，所以要使用如下的写一页的格式：
/**
* @brief AT24C02任意地址连续写多个字节数据
* @param addr —— 写数据的地址（0-255）
* @param dat —— 存放写入数据的地址
* @retval 成功 —— HAL_OK
*/
uint8_t At24c02_Write_Amount_Byte(uint16_t addr, uint8_t* dat, uint16_t size)
{
uint8_t i = 0;
uint16_t cnt = 0; //写入字节计数
/* 对于起始地址，有两种情况，分别判断 */
if(0 == addr % 8 )
{
/* 起始地址刚好是页开始地址 */
/* 对于写入的字节数，有两种情况，分别判断 */
if(size <= 8)
{
//写入的字节数不大于一页，直接写入
return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, dat, size, 0xFFFF);
}
else
{
//写入的字节数大于一页，先将整页循环写入
for(i = 0;i < size/8; i++)
{
HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &dat[cnt], 8, 0xFFFF);
addr += 8;
cnt += 8;
}
//将剩余的字节写入
return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &dat[cnt], size - cnt, 0xFFFF);
}
}
else
{
/* 起始地址偏离页开始地址 */
/* 对于写入的字节数，有两种情况，分别判断 */
if(size <= (8 - addr%8))
{
/* 在该页可以写完 */
return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, dat, size, 0xFFFF);
}
else
{
/* 该页写不完 */
//先将该页写完
cnt += 8 - addr%8;
HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, dat, cnt, 0xFFFF);
addr += cnt;
//循环写整页数据
for(i = 0;i < (size - cnt)/8; i++)
{
HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &dat[cnt], 8, 0xFFFF);
addr += 8;
cnt += 8;
}
//将剩下的字节写入
return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, &dat[cnt], size - cnt, 0xFFFF);
}
}
}
任意地址连续读多个字节
AT24C02连续读多个字节没有限制，直接读取即可，代码如下：
/**
* @brief AT24C02任意地址连续读多个字节数据
* @param addr —— 读数据的地址（0-255）
* @param dat —— 存放读出数据的地址
* @retval 成功 —— HAL_OK
*/
uint8_t At24c02_Read_Amount_Byte(uint16_t addr, uint8_t* recv_buf, uint16_t size)
{
return HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, AT24C02_ADDR_READ, addr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, recv_buf, size, 0xFFFF);
}
测试任意地址连续读写多个字节
在main.c中测试：
int main(void)
{
uint8_t write_dat[22] = {0};
uint8_t recv_buf[22] = {0};
HAL_Init();
SystemClock_Config();
MX_GPIO_Init();
MX_I2C1_Init();
MX_USART1_UART_Init();
for(i = 0;i < 22; i++)
{
write_dat[i] = i;
printf("%02X ", write_dat[i]);
if((i+1) % 16 == 0)
{
printf("\n");
}
}
if(HAL_OK == At24c02_Write_Amount_Byte(0, write_dat, 22))
{
printf("write ok\n");
}
else
{
printf("write fail\n");
}
HAL_Delay(50);
if(HAL_OK == HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, AT24C02_ADDR_READ, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, recv_buf, 22, 0xFFFF))
{
printf("read ok\n");
for(i = 0; i < 22; i++)
{
printf("0x%02X ", recv_buf[i]);
if((i+1) % 8 == 0)
{
printf("\n");
}
}
}
else
{
printf("read fail\n");
}
while(1);
测试结果：
将上面的读写地址由0改为5，再次测试：
if(HAL_OK == At24c02_Write_Amount_Byte(5, write_dat, 22))
测试结果：
至此，我们已经学会如何使用硬件IIC接口读写EEPROM，下一节将讲述如何使用硬件IIC接口读取环境光强度传感器数据（BH1750）。
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