TMS320F28P550SJ9学习笔记13： 软件I2C_驱动AT24Cxx存储芯片

news2025/3/16 15:11:26

今日尝试配置软件I2C通信，我的目标通信芯片是AT24C64，相较于AT24C02这样的8位寻址，它是16位寻址的，所以有些不同

文章提供测试代码讲解、完整工程下载、测试效果图

目录

软件I2C引脚初始化：

C内联函数改变SCL与SDA的输出：

#include "AT24C64.h"

主函数调用：

测试效果截图：

遇到的问题：

完整测试工程下载：

软件I2C引脚初始化：

I2C SCL = GPIO26

I2C SDA = GPIO16

C内联函数改变SCL与SDA的输出：

除了能够联系起SDA与SCL对应引脚寄存器输出0与1

还能改变SDA引脚寄存器的输入输出模式

#include "AT24C64.h"

移植的正点原子的代码，稍作修改

当时有个冗余等待ACK，影响了我实际的读取，因此被我删去

/*
 * AT24C64.c
 *
 *  Created on: 2025年3月14日
 *      Author: 30313
 */


#include "AT24C64.h"


//初始化 AT24C64
void Init_AT24_I2C_software(void)
{
    //设置GPIO16和GPIO26为GPIO模式
    EALLOW;
    GpioCtrlRegs.GPAMUX2.bit.GPIO16 = 0;// 将A17/GPIO16设置为GPIO模式
    GpioCtrlRegs.GPAMUX2.bit.GPIO26 = 0;  // 将B17/GPIO26设置为GPIO模式
    //禁用模拟
    //GpioCtrlRegs.GPAAMSEL.bit.GPIO26 = 0; // 禁用GPIO26的模拟功能
    GpioCtrlRegs.GPAAMSEL.bit.GPIO16 = 0; // 禁用GPIO16的模拟功能
    //设置GPIO10和GPIO11为输出
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO16 = 1;   // 设置GPIO16为输出
    GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO26 = 1;   // 设置GPIO26为输出
    //设置GPIO10和GPIO11为标准输入/输出模式
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO16 = 1;   // 启用GPIO16的上拉电阻
    GpioCtrlRegs.GPAPUD.bit.GPIO26 = 1;   // 启用GPIO26的上拉电阻
    //设置GPIO10和GPIO11为同步模式（可选）
    GpioCtrlRegs.GPAQSEL2.bit.GPIO16 = 0; // 设置GPIO16为同步模式
    GpioCtrlRegs.GPAQSEL2.bit.GPIO26 = 0; // 设置GPIO26为同步模式
    //GpioCtrlRegs.GPACTRL.bit.QUALPRD2=0x01 // 设置GPIO16~23 的 采样周期为 PLLSYSCLK/2
    EDIS;

}


//产生IIC起始信号
void AT24_IIC_Start(void)
{
    AT24_SDA_OUT();     //sda线输出
    AT24_IIC_SDA(1);
    AT24_IIC_SCL(1);
    DEVICE_DELAY_US(4);
    AT24_IIC_SDA(0);//START:when CLK is high,DATA change form high to low
    DEVICE_DELAY_US(4);
    AT24_IIC_SCL(0);//钳住I2C总线，准备发送或接收数据
}

//产生IIC停止信号
void AT24_IIC_Stop(void)
{
    AT24_SDA_OUT();//sda线输出
    AT24_IIC_SCL(0);
    AT24_IIC_SDA(0);//STOP:when CLK is high DATA change form low to high
    DEVICE_DELAY_US(4);
    AT24_IIC_SCL(1);
    AT24_IIC_SDA(1);//发送I2C总线结束信号
    DEVICE_DELAY_US(4);
}

//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
INT8U AT24_IIC_WaitAck(void)
{
    INT8U ucErrTime=0;
    AT24_SDA_IN();      //SDA设置为输入
    AT24_IIC_SDA(1);DEVICE_DELAY_US(1);
    AT24_IIC_SCL(1);DEVICE_DELAY_US(1);
    while(AT24_READ_SDA)
    {
        ucErrTime++;
        if(ucErrTime>250)
        {
            AT24_IIC_Stop();
            return 1;
        }
    }
    AT24_IIC_SCL(0);//时钟输出0
    return 0;
}
//产生ACK应答
void AT24_IIC_Ack(void)
{
    AT24_IIC_SCL(0);
    AT24_SDA_OUT();
    AT24_IIC_SDA(0);
    DEVICE_DELAY_US(2);
    AT24_IIC_SCL(1);
    DEVICE_DELAY_US(2);
    AT24_IIC_SCL(0);
}
//不产生ACK应答
void AT24_IIC_NAck(void)
{
    AT24_IIC_SCL(0);
    AT24_SDA_OUT();
    AT24_IIC_SDA(1);
    DEVICE_DELAY_US(2);
    AT24_IIC_SCL(1);
    DEVICE_DELAY_US(2);
    AT24_IIC_SCL(0);
}

//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK
INT8U AT24_IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{
    unsigned char i,receive=0;
    AT24_SDA_IN();//SDA设置为输入
    for(i=0;i<8;i++ )
    {
        AT24_IIC_SCL(0);
        DEVICE_DELAY_US(2);
        AT24_IIC_SCL(1);
        receive<<=1;
        if(AT24_READ_SDA == 1)receive++;
        DEVICE_DELAY_US(1);
    }
    if (!ack)
        AT24_IIC_NAck();//发送nACK
    else
        AT24_IIC_Ack(); //发送ACK
    return receive;
}


void AT24_Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte)
{
    unsigned char i;
    unsigned char da;
    da=IIC_Byte;
    AT24_SDA_OUT();
    AT24_setIIC_SCL(0);
    //DEVICE_DELAY_US(2);
    for(i=0;i<8;i++)
    {
       if((da & 0x80)>>7)
       {
           AT24_IIC_SDA(1);
           //DEVICE_DELAY_US(2);
       }
       else
       {
           AT24_IIC_SDA(0);
           //DEVICE_DELAY_US(2);
       }
         da <<= 1;
         DEVICE_DELAY_US(2);
         AT24_setIIC_SCL(1);
         DEVICE_DELAY_US(2);
         AT24_setIIC_SCL(0);
         DEVICE_DELAY_US(2);
    }
}

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_WriteByte
  * 功  能：写一个字节
  * 参  数：u16Addr要写入的地址
            u8Data要写入的数据
  * 返回值：无
  * 说  明：无
*******************************************************************************/
void AT24CXX_WriteOneByte(uint16_t u16Addr, uint8_t u8Data)
{
    //x24Cxx_WriteEnable();//使能写入
    AT24_IIC_Start();//起始信号
    if(EE_TYPE>AT24C16)
    {
    AT24_Write_IIC_Byte(DEV_ADDR);
    AT24_IIC_WaitAck();//等待应答
    AT24_Write_IIC_Byte(u16Addr>>8);//发送高地址
    }else
    {
        AT24_Write_IIC_Byte(DEV_ADDR+((u16Addr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据
    }
    AT24_IIC_WaitAck();//等待应答
    AT24_Write_IIC_Byte(u16Addr % 256);  //发送低地址
    AT24_IIC_WaitAck();//等待应答
    AT24_Write_IIC_Byte(u8Data);  //发送字节
    AT24_IIC_WaitAck();//等待应答
    AT24_IIC_Stop();//停止信号
    //x24Cxx_WriteDisble();//禁止写入
}

/*******************************************************************************
  * 函数名：x24Cxx_ReadByte
  * 功  能：读一个字节
  * 参  数：u16Addr要读取的地址
  * 返回值：u8Data读出的数据
  * 说  明：无
*******************************************************************************/
uint8_t AT24CXX_ReadOneByte(uint16_t ReadAddr)
{
    uint8_t u8Data = 0;
    AT24_IIC_Start();//起始信号
    if(EE_TYPE>AT24C16)
    {
        AT24_Write_IIC_Byte(DEV_ADDR);
        AT24_IIC_WaitAck();//等待应答
        AT24_Write_IIC_Byte(ReadAddr>>8); //发送高地址
        //AT24_IIC_WaitAck();//等待应答
    }
    else AT24_Write_IIC_Byte(DEV_ADDR+((ReadAddr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据

    AT24_IIC_WaitAck();//等待应答
    AT24_Write_IIC_Byte(ReadAddr%256);   //发送低地址
    AT24_IIC_WaitAck();//等待应答
    AT24_IIC_Start();//起始信号
    AT24_Write_IIC_Byte(0xa1);//器件寻址+读
    AT24_IIC_WaitAck();//等待应答
    u8Data = AT24_IIC_Read_Byte(1);
    AT24_IIC_Stop();//停止信号
    return u8Data;
}


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
//INT8U AT24CXX_Check(void)
//{
//    INT8U temp;
//    temp=AT24CXX_ReadOneByte(255);//避免每次开机都写AT24CXX
//    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;
//}





#ifndef USER_AT24C64_H_
#define USER_AT24C64_H_

#include "f28x_project.h"
#include "driverlib.h"
#include "device.h"

#include "Typedef.h"

#define READ_CMD                1
#define WRITE_CMD               0
#define DEV_ADDR                0xA0                    //设备硬件地址

#define AT24C01     127
#define AT24C02     255
#define AT24C04     511
#define AT24C08     1023
#define AT24C16     2047
#define AT24C32     4095
#define AT24C64     8191
#define AT24C128    16383
#define AT24C256    32767

#define EE_TYPE AT24C64

#define u8 unsigned char
#define u32 unsigned int
#define u16 unsigned short

//宏定义 设定寄存器来改变SDA线的输入输出状态:
#define AT24_SDA_IN()  {EALLOW; GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO16 = 0;  EDIS;} //SDA输入模式
#define AT24_SDA_OUT() {EALLOW; GpioCtrlRegs.GPADIR.bit.GPIO16 = 1;  EDIS;} //SDA输出模式


static inline void AT24_setIIC_SDA(Uint16 value) {
    if (value) { GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO16 = 1;   }// GPIO16 输出1
    else { GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO16 = 1; }      // GPIO16 输出0
}

static inline void AT24_setIIC_SCL(Uint16 value) {
    if (value) { GpioDataRegs.GPASET.bit.GPIO26 = 1;  } // GPIO26 输出1
    else { GpioDataRegs.GPACLEAR.bit.GPIO26 = 1; }      // GPIO26 输出0
}

//IO操作函数
#define AT24_IIC_SCL    AT24_setIIC_SCL
#define AT24_IIC_SDA    AT24_setIIC_SDA
#define AT24_READ_SDA   GpioDataRegs.GPADAT.bit.GPIO16


void Init_AT24_I2C_software(void);
void AT24_IIC_NAck(void);
void AT24_IIC_Ack(void);
INT8U AT24_IIC_WaitAck(void);
void AT24_IIC_Stop(void);
void AT24_IIC_Start(void);

INT8U AT24_IIC_Read_Byte(unsigned char ack);
void AT24_Write_IIC_Byte(unsigned char IIC_Byte);
void AT24CXX_WriteOneByte(uint16_t u16Addr, uint8_t u8Data);        //指定地址写入一个字节
uint8_t AT24CXX_ReadOneByte(uint16_t ReadAddr);

//u8 AT24CXX_Check(void);  //检查器件


#endif /* USER_AT24C64_H_ */

主函数调用：

每隔 300ms 读写一次EEPROM 0x0002地址的数据，每次数据数值加一，断电会从断电前的数值大小继续往下计数

测试效果截图：

这次运行时正常的，而且我还开起了一个CPUTimer0,100us中断，中断服务函数有80us的阻塞，这样都没影响软件I2C的de正常读写：

TMS320F28P550SJ9软件I2C_驱动AT24Cx

遇到的问题：

当时直接移植的代码，它里面有俩次等待ACK，第一次逻辑分析仪得出正常响应了，第二次是冗余的，会造成器件通信失败，直接进入停止信号：

将额外的这句等待ack删去就好了

还有就是I2C在写器件数据之后，需要等至少10ms再去读，或者写，否则器件也会歇菜不干活：

完整测试工程下载：

这个文件的功能描述有点不对，以这里的描述为准

https://download.csdn.net/download/qq_64257614/90486368?spm=1001.2014.3001.5503

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