【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程十二---IIC(读取AT24C02 )

前言：

本系列教程将HAL库与STM32CubeMX结合在一起讲解，使您可以更快速的学会各个模块的使用

在之前的标准库中，STM32的硬件IIC非常复杂，更重要的是它并不稳定，所以都不推荐使用。

但是在我们的HAL库中，对硬件IIC做了全新的优化，使得之前软件IIC几百行代码，在HAL库中，只需要寥寥几行就可以完成 那么这篇文章将带你去感受下它的优异之处

这可能是目前关于STM32CubeMX的硬件iic 讲的最全面和详细的一篇文章之一了

所用工具：

1、芯片： STM32F103ZET6

2、STM32CubeMx软件

3、IDE： MDK-Keil软件

4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL库

5、IIC： 使用硬件IIC1

知识概括：

通过本篇博客您将学到：

IIC的基本原理

STM32CubeMX创建IIC例程

HAL库IIC函数库

AT24C02 芯片原理

《IIC原理超详细讲解—值得一看》。
如果对IIC还不是太了解的朋友请移步到这篇文章中

IIC起始信号和终止信号：

• 起始信号：SCL保持高电平，SDA由高电平变为低电平后，延时(>4.7us)，SCL变为低电平。

• 停止信号：SCL保持高电平。SDA由低电平变为高电平。

【STM32】HAL库 STM32CubeMX教程四—UART串口通信详解

5 时钟源设置

我的是 外部晶振为8MHz

• 1选择外部时钟HSE 8MHz

• 2PLL锁相环倍频9倍

• 3系统时钟来源选择为PLL

• 4设置APB1分频器为 /2

• 5 使能CSS监视时钟

32的时钟树框图 如果不懂的话请看《【STM32】系统时钟RCC详解(超详细，超全面)》

6 项目文件设置

• 1 设置项目名称

• 2 设置存储路径

• 3 选择所用IDE

7创建工程文件

然后点击GENERATE CODE 创建工程

配置下载工具
新建的工程所有配置都是默认的 我们需要自行选择下载模式，勾选上下载后复位运行

IIC HAL库代码部分

在i2c.c文件中可以看到IIC初始化函数。在stm32f1xx_hal_i2c.h头文件中可以看到I2C的操作函数。分别对应轮询，中断和DMA三种控制方式

上面的函数看起来多，但是只是发送和接收的方式改变了，函数的参数和本质功能并没有改变
比方说IIC发送函数 还是发送函数，只不过有普通发送，DMA传输，中断 的几种发送模式

这里我们仅介绍下普通发送，其他的只是改下函数名即可

IIC写函数

HAL_I2C_Master_Transmit(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

功能：IIC写数据
参数：

• *hi2c 设置使用的是那个IIC 例：&hi2c2

• DevAddress 写入的地址 设置写入数据的地址 例 0xA0

• *pData 需要写入的数据

• Size 要发送的字节数

• 
  

• Timeout 最大传输时间，超过传输时间将自动退出传输函数

IIC读函数

HAL_I2C_Master_Receive(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

功能：IIC读一个字节
参数：

• *hi2c： 设置使用的是那个IIC 例：&hi2c2

• DevAddress： 写入的地址 设置写入数据的地址 例 0xA0

• *pDat：a 存储读取到的数据

• Size： 发送的字节数

• Timeout： 最大读取时间，超过时间将自动退出读取函数

举例：

HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,0xA1,(uint8_t*)TxData,2,1000) ；;

发送两个字节数据

IIC写数据函数

HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

/* 第1个参数为I2C操作句柄

   第2个参数为从机设备地址

   第3个参数为从机寄存器地址

   第4个参数为从机寄存器地址长度

   第5个参数为发送的数据的起始地址

   第6个参数为传输数据的大小

   第7个参数为操作超时时间 　　*/

功能： IIC写多个数据 该函数适用于IIC外设里面还有子地址寄存器的设备，比方说E2PROM,除了设备地址，每个存储字节都有其对应的地址

参数：

• *hi2c： I2C设备号指针，设置使用的是那个IIC 例：&hi2c2

• DevAddress： 从设备地址 从设备的IIC地址 例E2PROM的设备地址 0xA0

• MemAddress： 从机寄存器地址 ，每写入一个字节数据，地址就会自动+1

• MemAddSize： 从机寄存器地址字节长度 8位或16位

• 
  

• 写入数据的字节类型 8位还是16位

• 
  

• I2C_MEMADD_SIZE_8BIT

• 
  

• I2C_MEMADD_SIZE_16BIT

• 在stm32f1xx_hal_i2c.h中有定义
  

• *pData： 需要写入的的数据的起始地址

• Size： 传输数据的大小 多少个字节

• Timeout： 最大读取时间，超过时间将自动退出函数

使用HAL_I2C_Mem_Write等于先使用HAL_I2C_Master_Transmit传输第一个寄存器地址，再用HAL_I2C_Master_Transmit传输写入第一个寄存器的数据。可以传输多个数据

void Single_WriteI2C(uint8_t REG_Address,uint8_t REG_data)

{

    uint8_t TxData[2] = {REG_Address,REG_data};

    while(HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,I2C1_WRITE_ADDRESS,(uint8_t*)TxData,2,1000) != HAL_OK)

    {

        if (HAL_I2C_GetError(&hi2c1) != HAL_I2C_ERROR_AF)

                {

                  Error_Handler();

                }

    }

}

在传输过程，寄存器地址和源数据地址是会自加的。

至于读函数也是如此，因此用HAL_I2C_Mem_Write和HAL_I2C_Mem_Read，来写读指定设备的指定寄存器数据是十分方便的，让设计过程省了好多步骤。

举例：

8位：

HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, ADDR, i, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&(I2C_Buffer_Write[i]),8, 1000);

HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, ADDR, i, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&(I2C_Buffer_Write[i]),8, 1000);

16位：

HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, ADDR, i, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT,&(I2C_Buffer_Write[i]),8, 1000);

HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, ADDR, i, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT,&(I2C_Buffer_Write[i]),8, 1000);

如果只往某个外设中写数据，则用Master_Transmit。　如果是外设里面还有子地址，例如我们的E2PROM，有设备地址，还有每个数据的寄存器存储地址。则用Mem_Write。

Mem_Write是2个地址，Master_Transmit只有从机地址

硬件IIC读取AT24C02

在mian.c文件前面声明，AT24C02 写地址和读地址 ，定义写数据数组，和读数据数组

/* USER CODE BEGIN PV */

#include

#define ADDR_24LCxx_Write 0xA0

#define ADDR_24LCxx_Read 0xA1

#define BufferSize 256

uint8_t WriteBuffer[BufferSize],ReadBuffer[BufferSize];

uint16_t i;

/* USER CODE END PV */

重新定义printf函数

在 stm32f4xx_hal.c中包含#include

#include "stm32f4xx_hal.h"

#include

extern UART_HandleTypeDef huart1;   //声明串口

在 stm32f4xx_hal.c 中重写fget和fput函数

/**

  * 函数功能: 重定向c库函数printf到DEBUG_USARTx

  * 输入参数: 无

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

int fputc(int ch, FILE *f)

{

  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);

  return ch;

}

/**

  * 函数功能: 重定向c库函数getchar,scanf到DEBUG_USARTx

  * 输入参数: 无

  * 返 回 值: 无

  * 说    明：无

  */

int fgetc(FILE *f)

{

  uint8_t ch = 0;

  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);

  return ch;

}

在main.c中添加

  /* USER CODE BEGIN 2 */

for(i=0; i<256; i++)

    WriteBuffer[i]=i;    /* WriteBuffer init */

printf("rn***************I2C Example Z小旋测试*******************************rn");

for (int j=0; j<32; j++)

        {

                if(HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Write, 8*j, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,WriteBuffer+8*j,8, 1000) == HAL_OK)

                {

                                printf("rn EEPROM 24C02 Write Test OK rn");

                        HAL_Delay(20);

                }

                else

                {

                         HAL_Delay(20);

                                printf("rn EEPROM 24C02 Write Test False rn");

                }

}

/*

// wrinte date to EEPROM   如果要一次写一个字节，写256次，用这里的代码

for(i=0;i {

    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Write, i, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&WriteBuffer[i],1，0xff);//使用I2C块读，出错。因此采用此种方式，逐个单字节写入

  HAL_Delay(5);//此处延时必加，与AT24C02写时序有关

}

printf("rn EEPROM 24C02 Write Test OK rn");

*/

HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Read, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,ReadBuffer,BufferSize, 0xff);

for(i=0; i<256; i++)

printf("0x%02X  ",ReadBuffer[i]);

  /* USER CODE END 2 */

注意事项：

AT24C02的IIC每次写之后要延时一段时间才能继续写 每次写之后要delay 5ms左右 不管硬件IIC采用何种形式（DMA，IT），都要确保两次写入的间隔大于5ms;

读写函数最后一个超时调整为1000以上 因为我们一次写8个字节，延时要久一点

AT24C02页写入只支持8个byte，所以需要分32次写入。这不是HAL库的bug，而是AT24C02的限制，其他的EEPROM可以支持更多byte的写入。

当然，你也可以每次写一个字节，分成256次写入，也是可以的 那就用注释了的代码即可

/*

// wrinte date to EEPROM   如果要一次写一个字节，写256次，用这里的代码

for(i=0;i {

    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Write, i, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&WriteBuffer[i],1，0xff);//使用I2C块读，出错。因此采用此种方式，逐个单字节写入

  HAL_Delay(5);//此处延时必加，与AT24C02写时序有关

}

printf("rn EEPROM 24C02 Write Test OK rn");