IIC 笔记

IIC

总线由 SDA和SCL 组成

1.数据线 SDA 数据线用来传输数据
2.时钟线 SCL 时钟线用来同步数据收发

引脚配置

SDA:
由于SDA 需要接受从机的ACK信号，因此将其配置为开漏输出

SCL
配置为推挽

信号

起始信号

当SCL为高电平期间,SDA由高到低的跳变，
起始信号是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
该信号由主机发出，在起始信号产生后，总线就处于被占用状态，准备数据传输。

停止信号

当 SCL 为高电平期间， SDA 由低到高的跳变；
停止信号也是一种电平跳变时序信号，而不是一个电平信号。
该信号由主机发出，在停止信号发出后，总线就处于空闲状态

应答信号

发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲 9 期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。
应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK 简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节；
应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。

数据有效性

IIC 总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，
1.只有在SCL高电平时，此时的SDA才是有效数据
2.只有在SCL信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化

空闲状态

IIC 总线的 SDA 和 SCL 两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。

IIC 读数据

1.主机发送起始信号
2.主机发送要读取的 I2C 从设备地址+1位的读写控制位（此处为写操作）
3.接受从机发送的 ACK 应答信号
4.主机发送要读取的寄存器地址
5.从机发送的 ACK应答信号
6.主机发送起始信号
7.主机发送要读取的 I2C 从设备地址+1位的读写控制位（此处为读操作）
8.从机发送的 ACK 应答信号
9.从I2C器件里面读取到的数据
10.主机发出 NO ACK 信号，表示读取完成，不需要从机再发送 ACK 信号了（假如主机获取数据后返回的是应答信号，那么从机会一直传输数据，当主机发出的是非应答信号并以停止信号发出为结束，从机就会结束传输）
11.主机发出 STOP信号，停止 I2C 通信

IIC 写数据

1.开始信号
2.发送 I2C 设备地址+1位的读写控制位（为 0 表示写操作，为 1 表示读操作）
3.接受从机发送的 ACK 应答信号
4.发送要写写入数据的寄存器地址。
5.接受从机发送的 ACK 应答信号
6.发送要写入寄存器的数据
7.接受从机发送的 ACK 应答信号
8.停止信号

参考:

https://blog.csdn.net/qq_43858116/article/details/126031721
https://blog.csdn.net/as480133937/article/details/105259075

IIC 主机

IIC 从机

https://blog.csdn.net/ShenZhen_zixian/article/details/131395791

读写IIC 相关代码（24C02）

HAL库，硬件IIC

参考： https://blog.csdn.net/That_Assassin/article/details/135981146

#define DEV_ADDR (0xA0)
#define EEPROM_PAGESIZE 	   8
#define EEPROM_MAX_TRIALS               300
#define I2Cx_TIMEOUT_MAX                300
uint8_t I2C_CurrAddr=0;
uint8_t I2C_BaseAddr=0;


/**
  * @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, uint8_t WriteAddr, uint16_t NumByteToWrite)
{
  uint8_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, uint8_t WriteAddr)
{
	HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;

	status = HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,DEV_ADDR, (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(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
	{
		
	}

	/* Check if the EEPROM is ready for a new operation */
	while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1,DEV_ADDR, EEPROM_MAX_TRIALS, I2Cx_TIMEOUT_MAX) == HAL_TIMEOUT);

	/* Wait for the end of the transfer */
	while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != 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, uint8_t WriteAddr, uint8_t NumByteToWrite)
{
	HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
	/* Write EEPROM_PAGESIZE */
	status=HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1,DEV_ADDR,WriteAddr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t*)(pBuffer),NumByteToWrite, 100);

	while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
	{
		
	}

	/* Check if the EEPROM is ready for a new operation */
	while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1,DEV_ADDR, EEPROM_MAX_TRIALS, I2Cx_TIMEOUT_MAX) == HAL_TIMEOUT);

	/* Wait for the end of the transfer */
	while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != 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, uint8_t ReadAddr, uint16_t NumByteToRead)
{
	HAL_StatusTypeDef status = HAL_OK;
	status=HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1,DEV_ADDR,ReadAddr, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t *)pBuffer, NumByteToRead,1000);
	return status;
}