ESP32 开发笔记(三）源码示例 11_IIC_AT24C02 使用IIC总线实现EEPROM小容量数据储存测试

开发板购买链接

https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As&ft=t&id=626366733674

开发板简介
开发环境搭建 windows
源码示例：
    0_Hello Bug （ESP_LOGX与printf）    工程模板/打印调试输出
    1_LED                                                    LED亮灭控制       
    2_LED_Task                                          使用任务方式控制LED
    3_LEDC_PWM                                      使用LEDC来控制LED实现呼吸灯效果
    4_ADC_LightR                                      使用ADC读取光敏电阻实现光照传感
    5_KEY_Short_Long                              按钮长按短按实现
    6_TouchPad_Interrupt                          电容触摸中断实现
    7_WS2812_RMT                                  RGB_LED彩虹变色示例
    8_DHT11_RMT                                    使用RMT实现读取DHT11温湿度传感器
    9_SPI_SDCard                                    使用SPI总线实现TF卡文件系统示例
    10_IIC_ADXL345                                使用IIC总线实现读取ADXL345角度加速度传感器
    11_IIC_AT24C02                                 使用IIC总线实现小容量数据储存测试
    12_IR_Rev_RMT                                使用RMT实现红外遥控接收扫码（NEC）
    13_IR_Send_RMT                              使用RMT实现红外数据发送（NEC）
    14_WIFI_Scan                                    附近WIFI信号扫描示例    
    15_WIFI_AP                                        创建软AP示例
    16_WIFI_AP_TCP_Server                  在软AP模式下实现TCP服务端
    17_WIFI_AP_TCP_Client                   在软AP模式下实现TCP客户端
    18_WIFI_AP_UDP                              在软AP模式下实现UDP通讯
    19_WIFI_STA                                      创建STA站模
    20_WIFI_STA_TCP_Server                在站模式STA下实现TCP服务端
    21_WIFI_STA_TCP_Client                 在站模式STA下实现TCP客户端
    22_WIFI_STA_UDP                            在站模式STA下实现UDP通讯
    23_LVGL_Test                                     LVGL图形库简单示例

IIC 简介
IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接
微控制器及其外围设备。它是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。
在 CPU 与被控 IC 之间、 IC 与 IC 之间进行双向传送， 高速 IIC 总线一般可达 400kbps 以上。
I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答
信号。
开始信号： SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号： SCL 为高电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，
表示已收到数据。 CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号， CPU 接
收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为
受控单元出现故障。
这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。 IIC 总线时序图如
图所示：

AT24C02简介

AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM， 内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个8字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。

总线数据传送协议I2C，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，由于A0、A1和A2可以组成000~111八种情况，即通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上，通过进行不同的配置进行选择器件。

引脚说明

SCL 串行时钟：AT24C02串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。

SDA 串行数据/地址：AT24C02 双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，SDA 是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR）。

A0、A1、A2 器件地址输入端：这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址，当这些脚悬空时默认值为0。当使用AT24C02 时最大可级联8个器件。如果只有一个AT24C02被总线寻址，这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）可悬空或连接到Vss or GND。

WP写保护：如果WP管脚连接到Vcc，所有的内容都被写保护只能读。当WP管脚连接到Vss or GND 或悬空允许器件进行正常的读/写操作

一、硬件设计/原理

查看开发板原理图，IIC的SDA接到了ESP32模块的GPIO22，IIC的SCL接到了ESP32模块的GPIO21引脚，INT引脚因为GPIO数量紧张所有未接主控。

二、程序设计

先引用必要头文件

// AT24C02 Example

#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_system.h"
#include "esp_log.h"
#include "nvs_flash.h"
#include "driver/gpio.h"
#include "at24cxx.h"

定义数据线GPIO

#define SCL_PIN		GPIO_NUM_21
#define SDA_PIN		GPIO_NUM_22

读取写入缓存

//要写入到24c02的字符串数组
const uint8_t TEXT_Buffer[]={"ESP32 HelloBug IIC TEST"};
#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)
uint8_t datatemp[SIZE];

主函数开启一个任务

void app_main() {
	ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");

	ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());
	xTaskCreate(&AT24C02_Task,	//pvTaskCode
			"sensorTask",//pcName
			4096,//usStackDepth
			NULL,//pvParameters
			4,//uxPriority
			NULL//pxCreatedTask
			);

}

任务函数中负责IIC初始化，芯片初始化和读写测试

static void AT24C02_Task(void *pvParameters) {
	uint8_t ret = 0;
	Init_AT24CXX(SDA_PIN,SCL_PIN);
	while(AT24CXX_Check()){//检测不到24c02
		ESP_LOGI(TAG,"24C02 Check Failed!\r\n");
		vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);
		ESP_LOGI(TAG,"Please Check!      \r\n");
		vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);
	}
	ESP_LOGI(TAG,"Start Write 24C02....\r\n");
	AT24CXX_Write(0,(uint8_t*)TEXT_Buffer,SIZE);
	ESP_LOGI(TAG,"24C02 Write Finished!\r\n");//提示传送完成

	ESP_LOGI(TAG,"Start Read 24C02.... \r\n");
	AT24CXX_Read(0,datatemp,SIZE);
	ESP_LOGI(TAG,"The Data Readed Is: %s \r\n",datatemp);//提示传送完成
	ESP_LOGI(TAG,"Test ok\n");
	while (1) {
		vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);
	}
}

初始化IIC

//初始化IIC
void Init_AT24CXX(uint8_t sdaPin, uint8_t sclPin)
{
    i2c_config_t conf;                          //I2C 配置结构体
    conf.mode = I2C_MODE_MASTER;                //I2C 模式
    conf.sda_io_num = sdaPin;                   //SDA IO映射
    conf.sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE;    //SDA IO模式
    conf.scl_io_num = sclPin;                   //SCL IO映射
    conf.scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE;    //SCL IO模式
    conf.master.clk_speed = 200000;             //I2C CLK频率
    i2c_param_config(I2C_NUM_1, &conf);    //设置I2C1
    //注册I2C1服务即使能
    i2c_driver_install(I2C_NUM_1, conf.mode,I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE,I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE,0);
}

检查AT24C02是否在线

//检查AT24CXX是否正常
//这里用了24XX的最后一个地址(255)来存储标志字.
//如果用其他24C系列,这个地址要修改
//返回1:检测失败
//返回0:检测成功
uint8_t AT24CXX_Check(void)
{
	uint8_t temp;
	temp = AT24CXX_ReadOneByte(255);//避免每次开机都写AT24CXX
	ESP_LOGI(TAG,"AT24CXX_Check : %02X \r\n",temp);

	if(temp==0x55){
		return 0;
	}else{//排除第一次初始化的情况
		AT24CXX_WriteOneByte(255,0x55);
		temp = AT24CXX_ReadOneByte(255);
		if(temp == 0X55)return 0;
	}
	return 1;
}

IIC读取/写入字节函数

//在AT24CXX指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址  
//返回值  :读到的数据
uint8_t AT24CXX_ReadOneByte(uint16_t ReadAddr)
{
	esp_err_t ret = 0;
	uint8_t data = 0;
    i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
    i2c_master_start(cmd);
	if(EE_TYPE > AT24C16){
		i2c_master_write_byte(cmd, (SensorAdd << 1) | I2C_MASTER_WRITE, ACK_CHECK_EN);//发送写命令
		i2c_master_write_byte(cmd, ReadAddr>>8, ACK_CHECK_EN);//发送高地址
	}else{
		i2c_master_write_byte(cmd, 0XA0+((ReadAddr/256)<<1), ACK_CHECK_EN);//发送器件地址0XA0,写数据
	}
	i2c_master_write_byte(cmd, ReadAddr%256, ACK_CHECK_EN);//发送低地址
    i2c_master_start(cmd);
	i2c_master_write_byte(cmd, (SensorAdd << 1) | I2C_MASTER_READ, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_read_byte(cmd, &data, NACK_VAL);
    i2c_master_stop(cmd);
    ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
    i2c_cmd_link_delete(cmd);
	return data;
}
//在AT24CXX指定地址写入一个数据
//WriteAddr  :写入数据的目的地址
//DataToWrite:要写入的数据
void AT24CXX_WriteOneByte(uint16_t WriteAddr,uint8_t DataToWrite)
{
	esp_err_t ret = 0;
    i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
    i2c_master_start(cmd);
	if(EE_TYPE > AT24C16){
		i2c_master_write_byte(cmd, (SensorAdd << 1) | I2C_MASTER_WRITE, ACK_CHECK_EN);//发送写命令
		i2c_master_write_byte(cmd, WriteAddr>>8, ACK_CHECK_EN);//发送高地址
	}else{
		i2c_master_write_byte(cmd, 0XA0+((WriteAddr/256)<<1), ACK_CHECK_EN);//发送器件地址0XA0,写数据
	}
	i2c_master_write_byte(cmd, WriteAddr%256, ACK_CHECK_EN);//发送低地址
	i2c_master_write_byte(cmd, DataToWrite, ACK_CHECK_EN);
    i2c_master_stop(cmd);
    ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
    i2c_cmd_link_delete(cmd);
	vTaskDelay(10 / portTICK_RATE_MS);
}

三、下载测试

打开ESP-IDF Command Prompt

cd命令进入此工程目录

cd F:\ESP32_DevBoard_File\11_IIC_AT24C02

查看电脑设备管理器中开发板的串口号

执行idf.py -p COM9 flash monitor从串口9下载并运行打开口显示设备调试信息   Ctrl+c退出运行

可以查看串口数据输出测试结果