STM32Fxx读写eeprom(AT24C16)

一.I2C 协议简介

I2C 通讯协议 (Inter － Integrated Circuit) 是由 Phiilps 公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要 USART、CAN 等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路 (IC) 间的通讯。

IIC协议采用半双工（也有资料称其为全双工）工作模式，即在同一时间只能进行单向的数据传输。它由两条信号线组成：一条是数据线SDA（Serial Data Line），用于传输数据；另一条是时钟线SCL（Serial Clock Line），由主设备提供时钟信号，以确保所有连接到总线的设备同步进行数据交换。在I2C总线上，每个从设备都有一个唯一的地址，主设备通过发送这个地址来选择与其通信的目标设备。

STM32 的 I2C 外设可用作通讯的主机及从机，支持 100Kbit/s 和 400Kbit/s 的速率，支持 7 位、10位设备地址，支持 DMA 数据传输，并具有数据校验功能。

二.AT24C16 eeprom读写

1.AT24C16概述

AT24c16 一共16Kbit，也就是2K Byte；每页大小16byte，一共128页。

2.AT24C16读写

（1）AT24C16不用外部硬件引脚控制A2 A1 A0;全部由软件控制

（2）软件内需要设置8个地址，每个地址内可以读写256个byte的数据

3.代码实现如下：

  使用HAL库方式读取。

（1）iic.h

#ifndef __I2C_EE_H

#define __I2C_EE_H

#include "stm32f4xx.h"

/* AT24C04/08A/16A每页有16个字节 */

#define EEPROM_PAGESIZE      16

#define I2C_OWN_ADDRESS7     0X1A   

#define I2Cx                             I2C1

#define I2Cx_CLK_ENABLE()                __HAL_RCC_I2C1_CLK_ENABLE()

#define I2Cx_SDA_GPIO_CLK_ENABLE()       __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()

#define I2Cx_SCL_GPIO_CLK_ENABLE()       __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE()

#define I2Cx_FORCE_RESET()               __HAL_RCC_I2C1_FORCE_RESET()

#define I2Cx_RELEASE_RESET()             __HAL_RCC_I2C1_RELEASE_RESET()

/* Definition for I2Cx Pins */

#define I2Cx_SCL_PIN                    GPIO_PIN_8

#define I2Cx_SCL_GPIO_PORT              GPIOB

#define I2Cx_SCL_AF                     GPIO_AF4_I2C1

#define I2Cx_SDA_PIN                    GPIO_PIN_9

#define I2Cx_SDA_GPIO_PORT              GPIOB

#define I2Cx_SDA_AF                     GPIO_AF4_I2C1

/*等待超时时间*/

#define I2CT_FLAG_TIMEOUT         ((uint32_t)0x1000)

#define I2CT_LONG_TIMEOUT         ((uint32_t)(10 * I2CT_FLAG_TIMEOUT))

#define I2Cx_TIMEOUT_MAX                300

/* Maximum number of trials for HAL_I2C_IsDeviceReady() function */

#define EEPROM_MAX_TRIALS               300

/*信息输出*/

#define EEPROM_DEBUG_ON         0

#define EEPROM_INFO(fmt,arg...)           printf("<<-EEPROM-INFO->> "fmt"\n",##arg)

#define EEPROM_ERROR(fmt,arg...)          printf("<<-EEPROM-ERROR->> "fmt"\n",##arg)

#define EEPROM_DEBUG(fmt,arg...)          do{\

                                          if(EEPROM_DEBUG_ON)\

                                          printf("<<-EEPROM-DEBUG->> [%d]"fmt"\n",__LINE__, ##arg);\

                                          }while(0)

/* EEPROM Addresses defines */

#define EEPROM_Block0_ADDRESS 0xA0 /* E2 = 0 */

#define EEPROM_Block1_ADDRESS 0xA2 /* E2 = 0 */

#define EEPROM_Block2_ADDRESS 0xA4 /* E2 = 0 */

#define EEPROM_Block3_ADDRESS 0xA6 /* E2 = 0 */

#define EEPROM_Block4_ADDRESS 0xA8 /* E2 = 0 */

#define EEPROM_Block5_ADDRESS 0xAa /* E2 = 0 */

#define EEPROM_Block6_ADDRESS 0xAc /* E2 = 0 */

#define EEPROM_Block7_ADDRESS 0xAe /* E2 = 0 */

extern uint8_t EEPROM_ADDRESS;   

void I2C_EE_Init(void);

  

void I2C_EE_BufferWrite(uint8_t* pBuffer, uint16_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);

uint32_t I2C_EE_ByteWrite(uint8_t* pBuffer, uint16_t WriteAddr);

uint32_t I2C_EE_PageWrite(uint8_t* pBuffer, uint16_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite);  

uint32_t I2C_EE_BufferRead(uint8_t* pBuffer, uint16_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead);

（2）iic.c

#include "iic.h"

uint8_t EEPROM_ADDRESS;     

I2C_HandleTypeDef  I2C_Handle;

/**

  * @brief I2C MSP Initialization

  *        This function configures the hardware resources used in this example:

  *           - Peripheral's clock enable

  *           - Peripheral's GPIO Configuration  

  *           - DMA configuration for transmission request by peripheral

  *           - NVIC configuration for DMA interrupt request enable

  * @param hi2c: I2C handle pointer

  * @retval None

  */

void HAL_I2C_MspInit(I2C_HandleTypeDef *hi2c)

{  

  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStruct;

  

  /*##-1- Enable peripherals and GPIO Clocks #################################*/

  /* Enable GPIO TX/RX clock */

  I2Cx_SCL_GPIO_CLK_ENABLE();

  I2Cx_SDA_GPIO_CLK_ENABLE();

  /* Enable I2C1 clock */

  I2Cx_CLK_ENABLE();

  

  /*##-2- Configure peripheral GPIO ##########################################*/  

  /* I2C TX GPIO pin configuration  */

  GPIO_InitStruct.Pin       = I2Cx_SCL_PIN;

  GPIO_InitStruct.Mode      = GPIO_MODE_AF_OD;

  GPIO_InitStruct.Pull      = GPIO_NOPULL;

  GPIO_InitStruct.Speed     = GPIO_SPEED_FAST;

  GPIO_InitStruct.Alternate = I2Cx_SCL_AF;

  

  HAL_GPIO_Init(I2Cx_SCL_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

    

  /* I2C RX GPIO pin configuration  */

  GPIO_InitStruct.Pin = I2Cx_SDA_PIN;

  GPIO_InitStruct.Alternate = I2Cx_SDA_AF;

    

  HAL_GPIO_Init(I2Cx_SDA_GPIO_PORT, &GPIO_InitStruct);

  

   /* Force the I2C peripheral clock reset */  

I2Cx_FORCE_RESET() ;

/* Release the I2C peripheral clock reset */  

I2Cx_RELEASE_RESET();

}

/**

  * @brief  I2C 工作模式配置

  * @param  无

  * @retval 无

  */

static void I2C_Mode_Config(void)

{

   

  I2C_Handle.Instance             = I2Cx;

  

  I2C_Handle.Init.AddressingMode  = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;

  I2C_Handle.Init.ClockSpeed      = 400000;

  I2C_Handle.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;

  I2C_Handle.Init.DutyCycle       = I2C_DUTYCYCLE_2;

  I2C_Handle.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;

  I2C_Handle.Init.NoStretchMode   = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;

  I2C_Handle.Init.OwnAddress1     = I2C_OWN_ADDRESS7 ;

  I2C_Handle.Init.OwnAddress2     = 0;

    /* Init the I2C */

  HAL_I2C_Init(&I2C_Handle);

  HAL_I2CEx_AnalogFilter_Config(&I2C_Handle, I2C_ANALOGFILTER_ENABLE);    

}

/**

  * @brief  I2C 外设(EEPROM)初始化

  * @param  无

  * @retval 无

  */

void I2C_EE_Init(void)

{

I2C_Mode_Config();

EEPROM_ADDRESS =  EEPROM_Block0_ADDRESS;

}

/**

  * @brief   将缓冲区中的数据写到I2C EEPROM中

  * @param   

  * @arg pBuffer:缓冲区指针

  * @arg WriteAddr:写地址

  *     @arg NumByteToWrite:写的字节数

  * @retval  无

  */

void I2C_EE_BufferWrite(uint8_t* pBuffer, uint16_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)

{

printf("I2C_EE_BufferWrite   addr: %d\r\n", WriteAddr);

  uint16_t NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0;

  Addr = WriteAddr % EEPROM_PAGESIZE;

  count = EEPROM_PAGESIZE - Addr;

  NumOfPage =  NumByteToWrite / EEPROM_PAGESIZE;

  NumOfSingle = NumByteToWrite % EEPROM_PAGESIZE;

  /* If WriteAddr is I2C_PageSize aligned  */

  if(Addr == 0)

  {

    /* If NumByteToWrite < I2C_PageSize */

    if(NumOfPage == 0)

    {

      I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

    }

    /* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */

    else  

    {

      while(NumOfPage--)

      {

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, EEPROM_PAGESIZE);

        WriteAddr +=  EEPROM_PAGESIZE;

        pBuffer += EEPROM_PAGESIZE;

      }

      if(NumOfSingle!=0)

      {

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

      }

    }

  }

  /* If WriteAddr is not I2C_PageSize aligned  */

  else

  {

    /* If NumByteToWrite < I2C_PageSize */

    if(NumOfPage== 0)

    {

      I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

    }

    /* If NumByteToWrite > I2C_PageSize */

    else

    {

      NumByteToWrite -= count;

      NumOfPage =  NumByteToWrite / EEPROM_PAGESIZE;

      NumOfSingle = NumByteToWrite % EEPROM_PAGESIZE;

      

      if(count != 0)

      {  

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, count);

        WriteAddr += count;

        pBuffer += count;

      }

      

      while(NumOfPage--)

      {

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, EEPROM_PAGESIZE);

        WriteAddr +=  EEPROM_PAGESIZE;

        pBuffer += EEPROM_PAGESIZE;  

      }

      if(NumOfSingle != 0)

      {

        I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);

      }

    }

  }  

}

/**

  * @brief   写一个字节到I2C EEPROM中

  * @param   

  * @arg pBuffer:缓冲区指针

  * @arg WriteAddr:写地址

  * @retval  无

  */

uint32_t I2C_EE_ByteWrite(uint8_t* pBuffer, uint16_t WriteAddr)

{

HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;

status = HAL_I2C_Mem_Write(&I2C_Handle, g_EEPROM_ADDRESS, (uint16_t)WriteAddr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, pBuffer, 1, 100);

/* Check the communication status */

if(status != HAL_OK)

{

/* Execute user timeout callback */

//I2Cx_Error(Addr);

}

while (HAL_I2C_GetState(&I2C_Handle) != HAL_I2C_STATE_READY)

{

}

/* Check if the EEPROM is ready for a new operation */

while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&I2C_Handle, g_EEPROM_ADDRESS, EEPROM_MAX_TRIALS, I2Cx_TIMEOUT_MAX) == HAL_TIMEOUT);

/* Wait for the end of the transfer */

while (HAL_I2C_GetState(&I2C_Handle) != HAL_I2C_STATE_READY)

{

}

return status;

}

/**

  * @brief   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

  * @param   

  * @arg pBuffer:缓冲区指针

  * @arg WriteAddr:写地址

  *     @arg NumByteToWrite:写的字节数

  * @retval  无

  */

uint32_t I2C_EE_PageWrite(uint8_t* pBuffer, uint16_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)

{

HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;

/* Write EEPROM_PAGESIZE */

status=HAL_I2C_Mem_Write(&I2C_Handle, g_EEPROM_ADDRESS,WriteAddr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, pBuffer,NumByteToWrite, 100);

while (HAL_I2C_GetState(&I2C_Handle) != HAL_I2C_STATE_READY)

{

}

/* Check if the EEPROM is ready for a new operation */

while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&I2C_Handle, g_EEPROM_ADDRESS, EEPROM_MAX_TRIALS, I2Cx_TIMEOUT_MAX) == HAL_TIMEOUT);

/* Wait for the end of the transfer */

while (HAL_I2C_GetState(&I2C_Handle) != HAL_I2C_STATE_READY)

{

}

return status;

}

/**

  * @brief   从EEPROM里面读取一块数据

  * @param   

  * @arg pBuffer:存放从EEPROM读取的数据的缓冲区指针

  * @arg WriteAddr:接收数据的EEPROM的地址

  *     @arg NumByteToWrite:要从EEPROM读取的字节数

  * @retval  无

  */

uint32_t I2C_EE_BufferRead(uint8_t* pBuffer, uint16_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead)

{

HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;

status=HAL_I2C_Mem_Read(&I2C_Handle,g_EEPROM_ADDRESS,ReadAddr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t *)pBuffer, NumByteToRead,1000);

return status;

}

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