同步串行半双工，可收发，不能同时收发，一般连接3个，SCL和SDA默认状态下为高电平，因为有上拉电阻
IIC时序协议
当时钟信号SCL为高电平时，数据信号SDA从高电平向低电平跳变，这时为起始信号
当时钟信号SCL为高电平时，数据信号SDA从低电平向高电平跳变，这时为结束信号
应答信号，第9bit为1（默认高电平）就是从机没有应答，为0就是从机拉低数据线SDA
代码编写
起始信号和停止信号
主机检测应答信号，主机应答 和主机非应答
主机发送一字节数据
主机读取一个字节
EEPROM掉电不丢失的储存器，常用来存储一些配置信息，在系统重新上电时就可以重新加载
AT24C02是一个2K bit的EEPROM存储器，使用IIC通信， AT24C02介绍，SCL和SDA接上拉电阻
每个挂载在I2C总线上的设备有其唯一地址
通讯地址由不可编程部分加可编程部分组成设备地址，加上数据传输方向，读是1，写是0，一共9位组成通讯地址
发送的地址是设备地址加数据传输方向，4kbit是512个字节就是2的9次方，发送一个字节有8位不能完全表示512个字节地址，就向设备地址借一位，有了P0
EEPROM写入缓冲时间，就是加5ms延时的意思
支持页写和字节写，读操作有当前地址读，随机读和连续读
先发送设备地址，从机应答0收到，再发送要写入的地址，从机再次应答，再发送一字节数据，从机再应答
另外,EEPROM比较慢，必须等到10ms后再写下一个字节
主机读EEPROM的SDA时序
先起始信号SCL高电平，SDA由高电平转为低电平，
1.主机发送设备地址，方向为写，从机应答
2.写入要写入从机的内存地址，从机应答
3.主机再发送一个起始信号，主机发送设备地址，方向为读，从机应答
4.主机读从机数据到SDA,主机应答则连续读，读完后发送停止信号，非应答则只读一个，发送停止信号
硬件I2C，和软件I2C
软件IIC配置步骤
为什么要配置SDA开漏，pmos栅极输入低电平导通，nmos输入栅极输入高电平导通，输出控制输出1，Nmos导通，pmos不导通，
总之，SDA推荐使用开漏输出模式，SCL使用推挽输出模式
EEPROM外设AT24C02的IIC配置步骤
myiic.c代码
#include "./BSP/MYIIC/myiic.h"
//设置GPIO工作模式
void iic_init(void)
{
GPIO_InitTypeDef gpio_init_struct;
//使能SCL和SDA对应时钟
IIC_SCL_GPIO_CLK_ENABLE();
IIC_SDA_GPIO_CLK_ENABLE();
gpio_init_struct.Pin = IIC_SCL_GPIO_PIN;
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_PP; //SCL推挽输出
gpio_init_struct.Pull = GPIO_PULLUP; //上拉电阻使能
gpio_init_struct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_HIGH; //高速
HAL_GPIO_Init(IIC_SCL_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
gpio_init_struct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD; //SDA开漏输出
gpio_init_struct.Pin = IIC_SDA_GPIO_PIN;
HAL_GPIO_Init(IIC_SDA_GPIO_PORT, &gpio_init_struct);
}
/**
* @brief IIC延时函数,用于控制IIC读写速度
* @param 无
* @retval 无
*/
static void iic_delay(void)
{
delay_us(2); /* 2us的延时, 读写速度在250Khz以内 */
}
//编写基本信号，起始信号，停止信号，主机应答，主机非应答，检测从机应答信号
void iic_start(void)
{
IIC_SDA(1);
IIC_SCL(1);
iic_delay();
IIC_SDA(0);
iic_delay();
IIC_SCL(0);
iic_delay(); //放开总线准备发送/接收数据
}
void iic_stop(void)
{
IIC_SDA(0);
iic_delay();
IIC_SCL(1);
iic_delay();
IIC_SDA(1);
iic_delay();
}
//主机检测从机应答信号，返回1则从机非应答，0则从机应答
uint8_t iic_wait_ack(void)
{
IIC_SDA(1); //主机释放SDA总线
iic_delay();
IIC_SCL(1); //从机返回ACK
iic_delay();
if(IIC_READ_SDA) //SCL高电平读取SDA状态为从机非应答
{
iic_stop();
return 1;
}
IIC_SCL(0); //表示结束ACK检查，从机应答了
iic_delay(); //软件II2C模拟写入需要缓冲时间
return 0;
}
//主机发送应答信号
void iic_ack(void)
{
IIC_SCL(0);
iic_delay();//在SCL低电平时主机把数据放在SDA上
IIC_SDA(0); //发送低电平，主机应答
iic_delay();
IIC_SCL(1); //高电平期间从机读取应答信号
iic_delay();
}
//主机发送非应答信号
void iic_nack(void)
{
IIC_SCL(0);
iic_delay();//在SCL低电平时主机把数据放在SDA上
IIC_SDA(1); //发送高电平，主机非应答
iic_delay();
IIC_SCL(1); //高电平期间从机读取应答信号
iic_delay();
}
//主机发送一字节数据
void iic_send_byte(uint8_t data)
{
for(uint8_t t = 0; t < 8; t++)
{ //高位先发
IIC_SDA((data & 0x80) >> 7);//获取最高位，左移7位，发送一位
iic_delay();
IIC_SCL(1);
iic_delay();//写入GPIO口高电平，模拟时序，让从机读取
IIC_SCL(0);//拉回低电平，为下一次将数据放在SDA线上做准备
iic_delay();
data <<= 1; //左移一位，将次高位换为第8位，循环发送8个位
}
IIC_SDA(1); //主机发送完成，主动释放SDA线
}
//主机读取一个字节,ack=1,主机应答表示主机要连读，ack=0主机非应答，主机只读取一个字节
uint8_t iic_read_byte(uint8_t ack)
{
uint8_t receive = 0;
for(uint8_t t = 0; t < 8; t++)
{
receive <<= 1; //左移1位，最高位为0，左移1位还是0
IIC_SCL(1);
iic_delay();
if(IIC_READ_SDA) receive++; //读取到1加1，读取到0则不变
IIC_SCL(0);
iic_delay();
}
if(!ack) iic_nack(); //主机发送非应答表示只读一个
else iic_ack(); //主机应答表示连读
return receive; //
}
myi2c.h
#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
/******************************************************************************************/
/* 引脚 定义 */
#define IIC_SCL_GPIO_PORT GPIOB
#define IIC_SCL_GPIO_PIN GPIO_PIN_8
#define IIC_SCL_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0) /* PB口时钟使能 */
#define IIC_SDA_GPIO_PORT GPIOB
#define IIC_SDA_GPIO_PIN GPIO_PIN_9
//#define IIC_SDA_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE(); }while(0) /* PB口时钟使能 */
#define IIC_SDA_GPIO_CLK_ENABLE() do{ __HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();}while(0)
/******************************************************************************************/
/* IO操作 */
#define IIC_SCL(x) HAL_GPIO_WritePin(IIC_SCL_GPIO_PORT, IIC_SCL_GPIO_PIN, (GPIO_PinState)(x));
#define IIC_SDA(x) HAL_GPIO_WritePin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN, (GPIO_PinState)(x));
#define IIC_READ_SDA HAL_GPIO_ReadPin(IIC_SDA_GPIO_PORT, IIC_SDA_GPIO_PIN) /* 读取SDA ,返回读取的GPIO_PinState，RESET,和SET*/
/* IIC所有操作函数 */
void iic_init(void); /* 初始化IIC的IO口 */
void iic_start(void); /* 发送IIC开始信号 */
void iic_stop(void); /* 发送IIC停止信号 */
void iic_ack(void); /* IIC发送ACK信号 */
void iic_nack(void); /* IIC不发送ACK信号 */
uint8_t iic_wait_ack(void); /* IIC等待ACK信号 */
void iic_send_byte(uint8_t txd);/* IIC发送一个字节 */
uint8_t iic_read_byte(unsigned char ack);/* IIC读取一个字节 */
#endif
at24c02.c
#include "./BSP/MYIIC/at24c02.h"
#include "./BSP/MYIIC/myiic.h"
void at24c02_init(void)
{
iic_init();
}
//写一个字节
void at24c02_write_one_byte(uint8_t addr, uint8_t data) //第一个是写入地址，写入的一个字节数据
{
/*1.发送起始信号*/
iic_start();
/*2. 发送通讯地址（写操作地址）*/
iic_send_byte(0xA0);
/*3.等待应答信号*/
iic_wait_ack();
/*4.发送内存地址*/
iic_send_byte(addr);
/*5.等待应答信号*/
iic_wait_ack();
/*6.发送数据*/
iic_send_byte(data);
/*7.等待应答信号*/
iic_wait_ack();
/*8.发送停止信号*/
iic_stop();
/*等待EEPROM写入完成*/
delay_ms(10); //等待10ms
}
//读一个字节
uint8_t at24c02_read_one_byte(uint8_t addr) //读取一个字节数据的地址
{
uint8_t rec;
/*1.发送起始信号*/
iic_start();
/*2. 发送通讯地址（写操作地址）*/
iic_send_byte(0xA0);
/*3.等待应答信号*/
iic_wait_ack();
/*4.发送内存地址*/
iic_send_byte(addr);
/*5.等待应答信号*/
iic_wait_ack();
/*6.发送起始信号*/
iic_start();
/*7. 发送通讯地址=设备地址+数据传输方向（读操作地址）*/
iic_send_byte(0xA0);
/*8.等待应答信号*/
iic_wait_ack();
/*9.等待接收数据*/
rec = iic_read_byte(0); //发送发送非应答，返回读取到的字节，表示只读一个字节
/*10.发送停止信号*/
iic_stop();
return rec; //返回接收到的数据
}
at24c02.h
#ifndef __AT24C02_H
#define __AT24C02_H
#include "./SYSTEM/sys/sys.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
/******************************************************************************************/
/* IIC所有操作函数 */
void at24c02_init(void);
void at24c02_write_one_byte(uint8_t addr, uint8_t data);
uint8_t at24c02_read_one_byte(uint8_t addr);
#endif主机写入at24c2抓取波形
看at24c02的SCL和SDA是否外接上拉电阻
分析at24c系列例程源码，重点是后面两个连续写和连续读，参考来自正点原子IIC教程源码
#include "./BSP/IIC/myiic.h"
#include "./BSP/24CXX/24cxx.h"
#include "./SYSTEM/delay/delay.h"
/**
* @brief 初始化IIC接口
* @param 无
* @retval 无
*/
void at24cxx_init(void)
{
iic_init();
}
/**
* @brief 在AT24CXX指定地址读出一个数据
* @param readaddr: 开始读数的地址
* @retval 读到的数据
*/
uint8_t at24cxx_read_one_byte(uint16_t addr)
{
uint8_t temp = 0;
iic_start(); /* 发送起始信号 */
/* 根据不同的24CXX型号, 发送高位地址
* 1, 24C16以上的型号, 分2个字节发送地址
* 2, 24C16及以下的型号, 分1个低字节地址 + 占用器件地址的bit1~bit3位 用于表示高位地址, 最多11位地址
* 对于24C01/02, 其器件地址格式(8bit)为: 1 0 1 0 A2 A1 A0 R/W
* 对于24C04, 其器件地址格式(8bit)为: 1 0 1 0 A2 A1 a8 R/W
* 对于24C08, 其器件地址格式(8bit)为: 1 0 1 0 A2 a9 a8 R/W
* 对于24C16, 其器件地址格式(8bit)为: 1 0 1 0 a10 a9 a8 R/W
* R/W : 读/写控制位 0,表示写; 1,表示读;
* A0/A1/A2 : 对应器件的1,2,3引脚(只有24C01/02/04/8有这些脚)
* a8/a9/a10: 对应存储整列的高位地址, 11bit地址最多可以表示2048个位置, 可以寻址24C16及以内的型号
*/
if (EE_TYPE > AT24C16) /* 24C16以上的型号, 分2个字节发送地址 */
{
iic_send_byte(0xA0); /* 发送写命令, IIC规定最低位是0, 表示写入 */
iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */
iic_send_byte(addr >> 8); /* 发送高字节地址 */
}
else
{
iic_send_byte(0xA0 + ((addr >> 8) << 1)); /* 发送器件 0xA0 + 高位a8/a9/a10地址,写数据 */
}
iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */
iic_send_byte(addr % 256); /* 发送低位地址 */
iic_wait_ack(); /* 等待ACK, 此时地址发送完成了 */
iic_start(); /* 重新发送起始信号 */
iic_send_byte(0xA1); /* 进入接收模式, IIC规定最低位是1, 表示读取 */
iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */
temp = iic_read_byte(0); /* 接收一个字节数据 */
iic_stop(); /* 产生一个停止条件 */
return temp;
}
/**
* @brief 在AT24CXX指定地址写入一个数据
* @param addr: 写入数据的目的地址
* @param data: 要写入的数据
* @retval 无
*/
void at24cxx_write_one_byte(uint16_t addr, uint8_t data)
{
/* 原理说明见:at24cxx_read_one_byte函数, 本函数完全类似 */
iic_start(); /* 发送起始信号 */
if (EE_TYPE > AT24C16) /* 24C16以上的型号, 分2个字节发送地址 */
{
iic_send_byte(0xA0); /* 发送写命令, IIC规定最低位是0, 表示写入 */
iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */
iic_send_byte(addr >> 8); /* 发送高字节地址 */
}
else
{
iic_send_byte(0xA0 + ((addr >> 8) << 1)); /* 发送器件 0xA0 + 高位a8/a9/a10地址,写数据 */
}
iic_wait_ack(); /* 每次发送完一个字节,都要等待ACK */
iic_send_byte(addr % 256); /* 发送低位地址 */
iic_wait_ack(); /* 等待ACK, 此时地址发送完成了 */
/* 因为写数据的时候,不需要进入接收模式了,所以这里不用重新发送起始信号了 */
iic_send_byte(data); /* 发送1字节 */
iic_wait_ack(); /* 等待ACK */
iic_stop(); /* 产生一个停止条件 */
delay_ms(10); /* 注意: EEPROM 写入比较慢,必须等到10ms后再写下一个字节 */
}
/**
* @brief 检查AT24CXX是否正常
* @note 检测原理: 在器件的末地址写如0X55, 然后再读取, 如果读取值为0X55
* 则表示检测正常. 否则,则表示检测失败.
*
* @param 无
* @retval 检测结果
* 0: 检测成功
* 1: 检测失败
*/
uint8_t at24cxx_check(void)
{
uint8_t temp;
uint16_t addr = EE_TYPE;
temp = at24cxx_read_one_byte(addr); /* 避免每次开机都写AT24CXX */
if (temp == 0x55) /* 读取数据正常 */
{
return 0;
}
else /* 排除第一次初始化的情况 */
{
at24cxx_write_one_byte(addr, 0x55); /* 先写入数据 */
temp = at24cxx_read_one_byte(255); /* 再读取数据 */
if (temp == 0x55)return 0;
}
return 1;
}
/**
* @brief 在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据
* @param addr : 开始读出的地址 对24c02为0~255
* @param pbuf : 数据数组首地址
* @param datalen : 要读出数据的个数
* @retval 无
*/
void at24cxx_read(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen)
{
while (datalen--)
{
*pbuf++ = at24cxx_read_one_byte(addr++);
}
}
/**
* @brief 在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据
* @param addr : 开始写入的地址 对24c02为0~255
* @param pbuf : 数据数组首地址
* @param datalen : 要写入数据的个数
* @retval 无
*/
void at24cxx_write(uint16_t addr, uint8_t *pbuf, uint16_t datalen)
{
while (datalen--)
{
at24cxx_write_one_byte(addr, *pbuf);
addr++;
pbuf++;
}
}
I2C总结
AT24C02总结
AT24C02读写时序
配置总结