GD32开发实战指南(基础篇) 第21章 I2C

    /* clear the ADDSEND bit */

    i2c_flag_clear(I2C0, I2C_FLAG_ADDSEND);

    if(1 == number_of_byte)

    {

        /* send a stop condition to I2C bus */

        i2c_stop_on_bus(I2C_BUS[i2c_id]);

    }

    /* while there is data to be read */

    while(number_of_byte)

    {

        if(3 == number_of_byte)

        {

            /* wait until BTC bit is set */

            while(!i2c_flag_get(I2C_BUS[i2c_id], I2C_FLAG_BTC));

            /* disable acknowledge */

            i2c_ack_config(I2C_BUS[i2c_id], I2C_ACK_DISABLE);

        }

        if(2 == number_of_byte)

        {

            /* wait until BTC bit is set */

            while(!i2c_flag_get(I2C_BUS[i2c_id], I2C_FLAG_BTC));

            /* send a stop condition to I2C bus */

            i2c_stop_on_bus(I2C_BUS[i2c_id]);

        }

        /* wait until the RBNE bit is set and clear it */

        if(i2c_flag_get(I2C_BUS[i2c_id], I2C_FLAG_RBNE))

        {

            /* read a byte from the EEPROM */

            *p_buffer = i2c_data_receive(I2C_BUS[i2c_id]);

            /* point to the next location where the byte read will be saved */

            p_buffer++;

            /* decrement the read bytes counter */

            number_of_byte--;

        }

    }

    /* wait until the stop condition is finished */

    while(I2C_CTL0(I2C_BUS[i2c_id]) & 0x0200);

    /* enable acknowledge */

    i2c_ack_config(I2C_BUS[i2c_id], I2C_ACK_ENABLE);

    i2c_ackpos_config(I2C_BUS[i2c_id], I2C_ACKPOS_CURRENT);

}

最后看下主函数吧。

/*

    brief      main function

    param[in]  none

    param[out] none

    retval     none

*/

int main(void)

{

    //systick init

    sysTick_init();

    // led init

    led_init(LED1);

    //usart init 115200 8-N-1

    com_init(COM1, 115200, 0, 1);

    /* initialize EEPROM  */

    I2C_EE_Init(IIC0);

    i2c_24c02_test(IIC0);

    while(1)

    {

        led_toggle(LED1);

        delay_ms(1000);

    }

}

很简单，往AT24C02中写入数据，然后再读取数据，读写测试的函数如下：

/*

    brief      I2C read and write functions

    param[in]  i2c_typedef_enum i2c_id

    param[out] none

    retval     I2C_OK or I2C_FAIL

*/

uint8_t i2c_24c02_test(i2c_typedef_enum i2c_id)

{

    uint16_t i;

    uint8_t i2c_buffer_write[BUFFER_SIZE];

    uint8_t i2c_buffer_read[BUFFER_SIZE];

    printf('\r\nAT24C02 writing...\r\n');

    /* initialize i2c_buffer_write */

    for(i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++)

    {

        i2c_buffer_write[i] = i;

        printf('0x%02X ', i2c_buffer_write[i]);

        if(15 == i % 16)

        {

            printf('\r\n');

        }

    }

    /* EEPROM data write */

    eeprom_buffer_write(i2c_id, i2c_buffer_write, EEP_FIRST_PAGE, BUFFER_SIZE);

    printf('AT24C02 reading...\r\n');

    /* EEPROM data read */

    eeprom_buffer_read(i2c_id, i2c_buffer_read, EEP_FIRST_PAGE, BUFFER_SIZE);

    /* compare the read buffer and write buffer */

    for(i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++)

    {

        if(i2c_buffer_read[i] != i2c_buffer_write[i])

        {

            printf('0x%02X ', i2c_buffer_read[i]);

            printf('Err:data read and write aren't matching.\n\r');

            return I2C_FAIL;

        }

        printf('0x%02X ', i2c_buffer_read[i]);

        if(15 == i % 16)

        {

            printf('\r\n');

        }

    }

    printf('I2C-AT24C02 test passed!\n\r');

    return I2C_OK;

}

当然在读写测试之前应该对AT24C02进行初始化操作。

/**

  * @brief  I2C 外设(EEPROM)初始化

  * @param  i2c_typedef_enum i2c_id

  * @retval 无

  */

void I2C_EE_Init(i2c_typedef_enum i2c_id)

{

    /* 选择EEPROM要写入的地址 */

#ifdef EEPROM_BLOCK0_ADDRESS

    /* 选择 EEPROM Block0 来写入 */

    eeprom_address = EEPROM_BLOCK0_ADDRESS;

#endif

#ifdef EEPROM_BLOCK1_ADDRESS  

    /* 选择 EEPROM Block1 来写入 */

    eeprom_address = EEPROM_BLOCK2_ADDRESS;

#endif

#ifdef EEPROM_BLOCK2_ADDRESS  

    /* 选择 EEPROM Block2 来写入 */

    eeprom_address = EEPROM_BLOCK2_ADDRESS;

#endif

#ifdef EEPROM_BLOCK3_ADDRESS  

    /* 选择 EEPROM Block3 来写入 */

    eeprom_address = EEPROM_BLOCK3_ADDRESS;

#endif

    i2c_gpio_config(i2c_id); 

    i2c_mode_config(i2c_id);

}

5.2 实验现象

下载好程序后，打开串口助手，可以看到如下信息。

最后，我们使用逻辑分析来查看数据。

使用的400kHz的速率，可以看到数据的写操作和前面分析的时序是一样的，完全吻合。

6 软件I2C

6.1 具体代码实现

首先实现I2C的协议。

/**

  * @brief  延时nus

    @param  nus为要延时的us数.    nus:0~190887435(最大值即2^32/fac_us@fac_us=22.5)    

  * @retval None

  */

void I2C_Delay_us(uint32_t nus)

{        

    uint32_t temp;

    SysTick->LOAD=nus*fac_us;      //时间加载

    SysTick->VAL=0x00;          //清空计数器

    SysTick->CTRL=0x01 ;        //开始倒数

    do

    {

        temp=SysTick->CTRL;

    }while((temp&0x01)&&!(temp&(1<<16)));    //等待时间到达

    SysTick->CTRL=0x00;      //关闭计数器

    SysTick->VAL =0X00;    //清空计数器 

}

/**

  * @brief  延时nms

    @param  nms:要延时的ms数

  * @retval None

  */

void I2C_Delay_ms(uint16_t nms)

{

    uint32_t i;

    for(i=0;i

注释很清楚，对照I2C的协议看就行。

接着就是实现AT2C02的读写操作。

/**

  * @brief  EEPROM_CheckOk, 判断串行EERPOM是否正常

  * @param  None

  * @retval 1 表示正常， 0 表示不正常

  */

uint8_t EEPROM_CheckOk(void)

{

    if (I2C_CheckDevice(EEPROM_DEV_ADDR) == 0)

    {

        return 1;

    }

    else

    {

        /* 失败后，切记发送I2C总线停止信号 */

        I2C_Stop();        

        return 0;

    }

}

/**

  * @brief  EEPROM_ReadBytes, 从串行EEPROM指定地址处开始读取若干数据

  * @param  _usAddress : 起始地址

  *            _usSize : 数据长度，单位为字节

  *         _pReadBuf : 存放读到的数据的缓冲区指针

  * @retval 0 表示失败，1表示成功

  */

uint8_t EEPROM_ReadBytes(uint8_t *_pReadBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize)

{

    uint16_t i;

    /* 采用串行EEPROM随即读取指令序列，连续读取若干字节 */

    /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */

    I2C_Start();

    /* 第2步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */

    I2C_SendByte(EEPROM_DEV_ADDR | I2C_WR);    /* 此处是写指令 */

    /* 第3步：发送ACK */

    if (I2C_WaitAck() != 0)

    {

        goto cmd_fail;    /* EEPROM器件无应答 */

    }

    /* 第4步：发送字节地址，24C02只有256字节，因此1个字节就够了，如果是24C04以上，那么此处需要连发多个地址 */

    I2C_SendByte((uint8_t)_usAddress);

    /* 第5步：发送ACK */

    if (I2C_WaitAck() != 0)

    {

        goto cmd_fail;    /* EEPROM器件无应答 */

    }

    /* 第6步：重新启动I2C总线。前面的代码的目的向EEPROM传送地址，下面开始读取数据 */

    I2C_Start();

    /* 第7步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */

    I2C_SendByte(EEPROM_DEV_ADDR | I2C_RD);    /* 此处是读指令 */

    /* 第8步：发送ACK */

    if (I2C_WaitAck() != 0)

    {

        goto cmd_fail;    /* EEPROM器件无应答 */

    }    

    /* 第9步：循环读取数据 */

    for (i = 0; i < _usSize; i++)

    {

        _pReadBuf[i] = I2C_ReadByte();    /* 读1个字节 */

        /* 每读完1个字节后，需要发送Ack， 最后一个字节不需要Ack，发Nack */

        if (i != _usSize - 1)

        {

            I2C_Ack();    /* 中间字节读完后，CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0) */

        }

        else

        {

            I2C_NAck();    /* 最后1个字节读完后，CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1) */

        }

    }

    /* 发送I2C总线停止信号 */

    I2C_Stop();

    return 1;    /* 执行成功 */

cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 */

    /* 发送I2C总线停止信号 */

    I2C_Stop();

    return 0;

}

/**

  * @brief  EEPROM_WriteBytes, 向串行EEPROM指定地址写入若干数据，采用页写操作提高写入效率

  * @param  _usAddress : 起始地址