STM32-IIC 配置解说（原创）

STM32-IIC 配置解说（原创）STM32 - I2C 简介 ：I2C 总线接口连接微控制器和串行 I2C 总线。它提供多主机功能，控制所有 I2C总线特定的时序、协议、仲裁和定时。支持标准和快速两种模式，另外 STM32的 I2C 可以使用 DMA 方式操作。本文主要以一个实例来介绍 STM32-I2C 的配置方式和具体在工程中通过调用哪些库函数来实现 I2C 器件的通信。实例：写入数据到器件 AT24C02 并将存入的数据读出好，我们先来讲讲 STM32 I2C 模块的端口基本配置，由 STM32 中文参考手册可以查到在使用 I2C 时对应的引脚要配置成哪种模式。 SCL 和 SDA 引脚都配置成开漏复用输出
本人用的是 STM32F103VET6，它有 2 个 I2C 接口。 I/O 口定义为 PB6-I2C_SCL，
PCB7-I2C1_SDA； PB10-I2C_SCL， PB11-I2C_SDA，由手册可以查出对应的端口。
图文如下：
调用库函数将 I2C 端口配置好（本文使用的是 PB6、 PB7 端口）：
程序代码如下：
/*I2C-IO 口配置*/
void I2C_GPIO_Config(void)
{
GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure; //GPIO 结构体定义
RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);//使能 I2C 的 IO 口
/* PB6-I2C1_SCL、 PB7-I2C1_SDA*/
GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD; // 开漏输出
GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);//初始化结构体配置
}
/* I2C 工作模式配置 */
void I2C_Mode_config(void)
{
/* 使能与 I2C1 有关的时钟 */
RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);
/*定义 I2C 结构体*/
I2C_InitTypeDef I2C_InitStructure;
/*配置为 I2C 模式*/
I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
/*该参数只有在 I2C 工作在快速模式（时钟工作频率高于 100KHz）下才有意义。 */
I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
/*设置第一个设备自身地址*/
I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 =0x0A;
/*使能应答*/
I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;
/*AT24C02 地址为 7 位所以设置 7 位就行了*/
I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
/*时钟速率，以 HZ 为单位的，最高为 400khz*/
I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = 400000;
/* 使能 I2C1 */
I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
/* I2C1 初始化 */
I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);
}
好了， STM32 内部的 I2C 模块工作模式就这样被设好了，接下来需要完成与外部器件
AT24C02（ EEPROM）进行通信。将分两部分进行代码解析，第一部分是：对 AT24C02 进
行写操作，第二部分：对 AT24C02 进行读操作。
第一部分（写）：
备注： I2C_PageSize 为宏定义 #define I2C_PageSize 8 ;
/*
* 函数名： I2C_EE_BufferWrite
* 描述 ：将缓冲区中的数据写到 I2C EEPROM 中
* 输入 ： -pBuffer 缓冲区指针
* -WriteAddr 接收数据的 EEPROM 的地址
* -NumByteToWrite 要写入 EEPROM 的字节数
* 输出 ：无
* 返回 ：无
* 调用 ：外部调用
*/
void I2C_EE_BufferWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u16 NumByteToWrite)
{
u8 NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0;
Addr = WriteAddr % I2C_PageSize;//查看输入的地址是不是 8 的整数倍
count = I2C_PageSize - Addr;//表示距离下一页页首地址的距离（步伐数）
NumOfPage = NumByteToWrite / I2C_PageSize;//算出一共有多少页
NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;//算出不够一页的数据的余数
if(Addr == 0) //如果输入的地址是首页地址
{
if(NumOfPage == 0) //如果不足一页数据
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);//调用写函数， NumOfSingle 不
够一页的余数作为实参
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();//等待 EEPROM 器件完成内部操作
}
/* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */
else //如果数据有一页以上
{
while(NumOfPage--)//用一个 while 循环，执行页写循环操作，有多少页就写多少次
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize); //调用写函数，将
I2C_PageSize 变量作为实
参执行页写
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();//等待 EEPROM 器件完成内部操作
WriteAddr += I2C_PageSize;//每执行完一次页写对应的地址也需要移 8 个位
pBuffer += I2C_PageSize;//数据指针移 8 个位
}
if(NumOfSingle!=0)//如果有不足一页的数据余数则执行
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);//调用写函数， NumOfSingle
不够一页的余数作为实参
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();//等待 EEPROM 器件完成内部操作
}
}
}
else //输入的地址不是首页地址
{
if(NumOfPage== 0) //如果不足一页
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);//调用写函数， NumOfSingle 不
够一页的余数作为实参
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();//等待 EEPROM 器件完成内部操作
}
else//如果有一页或一页以上
{
NumByteToWrite -= count;//将地址后续的缺省位置补上数据，数据的多少就是 count
的值， NumByteToWrite 变量的值就是补上数据之后
还剩下未发送的数量
NumOfPage = NumByteToWrite / I2C_PageSize;//剩余的页数
NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;//不足一页的数据数量
if(count != 0)//将地址后续的缺省位置补上数据
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);//调用写函数，以 count 为实参，将地
址缺省下来的部分地址给填充
上数据
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();//等待 EEPROM 器件完成内部操作
WriteAddr += count;//加上 count 后，地址就移位到下一页的首地址
pBuffer += count;//数据指针移 count 个位
}
while(NumOfPage--)//将剩余的页数数据写入 EEPROM
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, I2C_PageSize);//调用写函数，将
I2C_PageSize 变量作为实
参执行页写
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();//等待 EEPROM 器件完成内部操作
WriteAddr += I2C_PageSize;//将地址移 8 个位
pBuffer += I2C_PageSize; //将数据指针移 8 个位
}
if(NumOfSingle != 0)//将不足一页的数据写入 EEPROM
{
I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);//调用写函数， NumOfSingle
不够一页的余数作为实参
I2C_EE_WaitEepromStandbyState();//等待 EEPROM 器件完成内部操作
}
}
}
}
/*END OF FUNCtiON*/
在以上写操作里面我们拿经常被调用的 I2C_EE_PageWrite 函数还有
I2C_EE_WaitEepromStandbyState 函数并结合 STM32 中文参考手册图文进行对照分析
请读者在读 I2C_EE_PageWrite 函数时请结合上述时序图和下述代码联系一起看！
注： EEPROM_ADDRESS 为器件的地址，大家按照自己具体器件地址写入即可，
例： #define EEPROM_ADDRESS 0xA0
/*
* 函数名： I2C_EE_PageWrite
* 描述 ：在 EEPROM 的一个写循环中可以写多个字节，但一次写入的字节数
* 不能超过 EEPROM 页的大小。 AT24C02 每页有 8 个字节。
* 输入 ： -pBuffer 缓冲区指针
* -WriteAddr 接收数据的 EEPROM 的地址
* -NumByteToWrite 要写入 EEPROM 的字节数
* 输出 ：无
* 返回 ：无
* 调用 ：外部调用
*/
void I2C_EE_PageWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u8 NumByteToWrite)
{
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);//产生起始位
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)); //清除 EV5
I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);//发送器件地
址
while(!I2C_CheckEvent(I2C1,I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));
//ADDR=1，清除 EV6
I2C_SendData(I2C1, WriteAddr); //EEPROM 的具体存储地址位置
while(! I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));//移位寄
存器非空，数据寄存器已经空，产生 EV8，发送数据到 DR 既可清除该事件
while(NumByteToWrite--) //利用 while 循环 发送数据
{
I2C_SendData(I2C1, *pBuffer); //发送数据
pBuffer++; //数据指针移位
while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));//清除
EV8
}
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);//产生停止信号
}
/*END OF FUNCTION*/
I2C_EE_WaitEepromStandbyState 这个函数，在每调用完写操作函数后都调用这个函数，这
个函数是用来检测 EEPROM 器件是否已经完成内部写的操作，判断器件完成操作后在进行
下一步的操作！代码如下：
/*
* 函数名： I2C_EE_WaitEepromStandbyState
* 描述 ： Wait for EEPROM Standby state
* 输入 ：无
* 输出 ：无
* 返回 ：无
* 调用 ：
*/
void I2C_EE_WaitEepromStandbyState(void)
{
vu16 SR1_Tmp = 0;
do
{
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);//产生起始信号
SR1_Tmp = I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);//读 SR1 寄存器
I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);//发送器件
地址清除事
件
}while(!(I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1) & 0x0002));//如果接收不到从机的应
答（ NACK）则说明 EEPROM 器件还在工作，直到完成操作跳出循环体！
I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_AF);//清除 AF 标志位
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE); //产生停止信号
}
第二部分（读）：
由以上 AT24C02 读时序图可以知道：读部分需要产生两次起始信号
另外：主设备在从从设备接收到最后一个字节后发送一个 NACK 。接收到 NACK 后，从设备
释放对 SCL 和 SDA 线的控制；主设备就可以发送一个停止/ 重起始条件。
● 为了在收到最后一个字节后产生一个 NACK 脉冲，在读倒数第二个数据字节之后(在倒
数第二个 RxNE 事件之后)必须清除 ACK 位。
● 为了产生一个停止/ 重起始条件，软件必须在读倒数第二个数据字节之后(在倒数第二
个 RxNE 事件之后)设置 STOP/START 位。
● 只接收一个字节时，刚好在 EV6 之后(EV6_1 时，清除 ADDR 之后)要关闭应答和停止条
件的产生位。
请读者将代码和图结合在一起看！
/*
* 函数名： I2C_EE_BufferRead
* 描述 ：从 EEPROM 里面读取一块数据。
* 输入 ： -pBuffer 存放从 EEPROM 读取的数据的缓冲区指针。
* -WriteAddr 接收数据的 EEPROM 的地址。
* -NumByteToWrite 要从 EEPROM 读取的字节数。
* 输出 ：无
* 返回 ：无
* 调用 ：外部调用
*/
void I2C_EE_BufferRead(u8* pBuffer, u8 ReadAddr, u16 NumByteToRead)//需要两个起
始信号
{
while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY)); //调用库函数检测 I2C 器件是否处
于 BUSY 状态
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);//开启信号
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));//清除 EV5
I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);//写入器
件地址
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));//清
除 EV6
I2C_SendData(I2C1, ReadAddr); //发送读的地址
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));//清除 EV8
I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);//开启信号
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));//清除 EV5
I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);//将器件地址
传出，主机为读
while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));//清除
EV6
while(NumByteToRead)
{
if(NumByteToRead == 1)//只剩下最后一个数据时进入 if 语句
{
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);//最后有一个数据时关闭应答位
I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);//最后一个数据时使能停止位
}
if(I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED)) //读取数据
{
*pBuffer = I2C_ReceiveData(I2C1);//调用库函数将数据取出到 pBuffer
pBuffer++; //指针移位
NumByteToRead--;//字节数减 1
}
}
I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE);//将应答位使能回去，等待下次通信
}
STM32-IIC 配置解说到此告一段落！
如果有不正确的地方也请各位多多指教，本人及时纠正；欢
迎大家来和我相互交流学习，谢谢大家。