一、工具版本
stm32cubemx 版本是STM32CubeMX 6.12.1
AT24C02是华轩阳电子生产。
项目需要用I2C读写AT24C02。分别就读和写的两个典型函数来分析。
二、I2C写函数
1、IIC主机写函数
有阻塞，中断和DMA三种。分别是
HAL_I2C_Master_Transmit(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout); // 阻塞
HAL_I2C_Master_Transmit_IT(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size)；// 中断
HAL_I2C_Master_Transmit_DMA(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size)；//DMA
三者功能基本一致，选择阻塞发送
HAL_I2C_Master_Transmit(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress,uint8_t *pData,uint16_t Size,uint32_t Timeout);
功能：IIC主机写数据
参数：
*hi2c 选择选用的II句柄 例：&hi2c1
DevAddress 写入的设备地址 设置写入数据的设备地址 例 0xA0。
*pData 需要写入的数据，8位
Size 要发送的字节数，16位
Timeout 最大传输时间，超过传输时间将自动退出传输函数
注：我们查看收据手册，地址是一个8位。前面4位是固定的1010，5-7位是选配，支持主机挂载多个从机，这里我们只用了一个从机，A2，A1，A0拉低，均为0。
第8位是读/写命令位：高电平进入读模式，低电平进入写模式。
读模式从机地址1010 0001 即0xA1
写模式从机地址1010 0000 即0xA0
这个函数适用于从机是有固定存储地址或单个存储地址。
我们就AT24C02，编写一个主机写函数。
HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, 0xA0，WriteBuffer, 1, 0xff);
2、写多个数据函数
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)
功能：IIC主机对从机写入多个数据
参数：
*hi2c 选择选用的II句柄 例：&hi2c1
DevAddress 写入的从机设备地址 设置写入从机设备的地址 例 0xA0。
MemAddress 从机寄存器或从机存储空间的起始地址
MemAddSize 从机寄存器或从机存储单个字节长度 常见的8位或16位
*pData 需要写入的数据，8位
Size 要发送的字节数，16位
Timeout 最大传输时间，超过传输时间将自动退出传输函数。
这个函数适用于从机内部有寄存器或者从机存储空间有多个地址，写入多个数据。
我们就AT24C02，编写一个写多个数据函数。
HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, 0xA0,0,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,WriteBuffer, 16,0xFF);
该函数对AT24C02写入16个数据。
这里选择字节数是16个，并不是8个，可能大家有疑问。我之前看别人写的文章，是8个。再来查看下数据手册。
可以看到，这款AT24C02有16页，每页有16个字节。所以每次写数据，最多可以写入16个字节。
三、I2C读函数
1、IIC主机读函数
有阻塞，中断和DMA三种。分别是
HAL_I2C_Master_Receive(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout); // 阻塞
HAL_I2C_Master_Receive_IT(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size)；// 中断
HAL_I2C_Master_Receive_DMA(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size)；//DMA
三者功能基本一致，选择阻塞写函数
HAL_I2C_Master_Receive(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress,uint8_t *pData,uint16_t Size,uint32_t Timeout);
功能：IIC主机读数据
参数：
*hi2c 选择选用的I2C句柄 例：&hi2c1
DevAddress 读出的设备地址 设置读数据的设备地址 例 0xA1。
*pData 需要读出的数据，8位
Size 要读出的字节数，16位
Timeout 最大传输时间，超过传输时间将自动退出传输函数
这个函数适用于从机是有固定存储地址或单个存储地址。
我们就AT24C02，编写一个主机读函数。
HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, 0xA1，ReadBuffer, 1, 0xff);
2、读多个数据函数
HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)
功能：IIC主机对从机读出多个数据
参数：
*hi2c 选择选用的I2C句柄 例：&hi2c1
DevAddress 读出的从机设备地址 设置读出从机设备的地址 例 0xA1。
MemAddress 从机寄存器或从机存储空间的起始地址
MemAddSize 从机寄存器或从机存储单个字节长度 常见的8位或16位
*pData 需要读出的数据，8位
Size 要发送的字节数，16位
Timeout 最大传输时间，超过传输时间将自动退出传输函数。
这个函数适用于从机内部有寄存器或者从机存储空间有多个地址，连续读出多个数据。
我们就AT24C02，编写一个读出多个数据函数。
HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1,0xA1,0,I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,ReadBuffer, 10,0xFF);
该函数对AT24C02读出10个数据。
注意：对AT24C02读数据不存在页数字节的限制，可以任意设置起始地址和数据长度，支持跨页读出。
三、代码部分
我们用stm32cubemx生成一个初始化代码。
1、时钟，外部无源晶振
2、烧写模式，选择SW模式
-
3、I2C配置
选择I2C1，模式选择标准模式，100KHz。均为默认。
-
4、串口设置
-
选择USART1，默认配置。
-
5、时钟树
-
6、勾选
-
7、设置初始化代码地址和名称，生成初始化代码
8、打开初始化代码。添加库文件
/* USER CODE BEGIN Includes */
#include "stdio.h"
#include "string.h"
/* USER CODE END Includes */9、添加宏定义
/* USER CODE BEGIN PM */
#define ADDR_24LCxx_Write 0xA0 //AT24C02对应的写地址
#define ADDR_24LCxx_Read 0xA1 //AT24C02对应的读地址
#define BufferSize 256
/* USER CODE END PM */10、添加变量
/* USER CODE BEGIN PV */
uint8_t WriteBuffer[BufferSize],ReadBuffer[BufferSize]; //写入数据和读出数据缓冲区
uint16_t i;
/* USER CODE END PV */
添加串口打印函数
/* USER CODE BEGIN 0 */
/**
* 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;
}
/* USER CODE END 0 */-
11、写入
/* USER CODE BEGIN 2 */
for(i=0;i<256;i++)
{
WriteBuffer[i]=i;
}
printf("\r\n<<<<<<<<<<<<<<I2C Test<<<<<<<<<<<<<\r\n");
for (int j=0; j<16; j++)//分为16页，每页16个字节
{
if(HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Write, 16*j, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,((uint8_t *)WriteBuffer+16*j),16, 1000) == HAL_OK)
{
HAL_Delay(20);//写入需要时间
printf("\r\n EEPROM 24C02 %d page Write Test OK \r\n",j+1);
}
else
{
HAL_Delay(20);//写入需要时间
printf("\r\n EEPROM 24C02 Write Test False \r\n");
}
}
printf("\r\n\r\n");
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]);
printf("\r\n\r\n");
/* USER CODE END 2 */运行结果：
我们看到写入和读出都正常运行。
12、断电重启
为了验证I2C断电后，数据是否存在，我们另外建立了一个专门读数据的工程文件。
HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Read, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,RxBuffer,Max_Size, 0xff);
printf("\r\n<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<I2C OUTPUT <<<<<<<<<<<<<<<<<\r\n ");
for(i=0; i<256; i++)
{
printf("0x%02X ",RxBuffer[i]); //16进制读出
printf("%d ",RxBuffer[i]);
}运行结果：
可以看到，断电后，还能完整的读出数据。
13、跨页读取数据
接着，我们添加从AT24C02的地址空间第10位开始读取10个数据
HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Read, 10, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,RxBuffer,10, 0xff);
for(i=0; i<256; i++)
{
printf("0x%02X ",RxBuffer[i]);
printf("%d ",RxBuffer[i]);
}
printf("\r\n\r\n");
运行结果：
我们看到，把读取的数组前10位数据做了覆盖。后面的数据没变化。
注意
接着，我们再说下，对于AT24C02不适用于HAL_I2C_Master_Transmit 和HAL_I2C_Master_Receive。
我们接着添加一个主机读函数
HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1,ADDR_24LCxx_Read,RxBuffer,50,HAL_MAX_DELAY);//读取50个数据
for(i=0;i<100;i++)
{
printf("0x%02X ",RxBuffer[i]);
}运行后，输出结果
然后我们继续添加一个主机读函数
HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1,ADDR_24LCxx_Read,RxBuffer,50,HAL_MAX_DELAY);//读取50个数据
for(i=0;i<100;i++)
{
printf("0x%02X ",RxBuffer[i]);
}
//继续添加一个HAL_I2C_Master_Receive函数
HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1,ADDR_24LCxx_Read,RxBuffer,50,HAL_MAX_DELAY);//读取50个数据
for(i=0;i<100;i++)
{
printf("0x%02X ",RxBuffer[i]);
}运行后，输出结果
我们发现，此时，并不是从0开始读数据，而是从第一次读的位置（0x31），开始继续往后面读数据。并将缓冲区前面50个的数据覆盖。
这种就带来不可控的风险。
很有可能导致读出的不是我们想要的数据，为了保证程序的可靠性。
对于AT24C02，最好使用 HAL_I2C_Mem_Write 和 HAL_I2C_Mem_Read函数。
