NUCLEO-L476RG到手一段时间了，今天来测试一下硬件I2C的操作，听说很多BUG，试一试看如何。

准备用I2C来访问AT24C02 EEPROM，将数据写入到EEPROM中，然后再读取出来，验证读写操作的正确性。

硬件平台如下


NUCLEO-L476RG



前段时间FSL的KL02Z套装，上面的MINIDOCK扩展板上恰好有AT24C02，所以借过来用一下，FSL不要生气啊



标准的ARDUINO接口，放到哪都行。合体照。



硬件连接及原理图

MINI DOCI上的AT24C02连接



ARDUINO接口：SCL及SDA



NUCLEO-L476RG上对应的接口




写程序之前，要了解硬件的基本特性，首先是STM32L476RG上I2C接口支持的特性；其次是AT24C02的特性。

STM32L476RG的I2C功能框图如下



值得一提的是，L4的I2C有自己独立的内核时钟，可以在SYSCLK、PCLK及HSI中任选一种做为I2C的内核时钟。另外L4的I2C支持三种不同的通信速率：100KHZ, 400KHZ，1MHZ。由于AT24C02只支持最高400KHZ，所以这里就选择400KHZ做为内核时钟。

创建I2C测试工程，建立过程略。几点要注意的地方。

首先，本例程中使用的是I2C1，对应的SCL及SDA引脚为PB8及PB9，时钟配置后SYSCLK为80MHZ。

I2C硬件配置参数如图



速度有三种可选：标准，快速，快速加。另外针对不同的特定应用，可以选择设置上升和下降沿的时间，以纳秒为单位，范围为0-120纳秒之间。注意这个TIMING参数，是灰色的，CUBEMX自动计算并设置该值，不像以前的F0和F3系列，需要一个专门的工具来设置TIMING的值，够麻烦的。

下面是使用HAL库与EEPROM通信的主要代码。

1. /* USER CODE BEGIN PV */
   
2. /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
   
3. #define EEPROM_ADDRESS        0xA0
   
4. #define EEPROM_PAGESIZE        0x11
   
5. #define EEPROM_TIMEOUT        1000
   
6. 
   
7. extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;
   
8. 
   
9. char msg[] = "This is a test!\r\n";
   
10. 
    
11. char buf[40];
    
12. 
    
13. int16_t Remaining_Bytes;
    
14. uint16_t Memory_Address;
    
15. 
    
16. uint16_t len;
    
17. 
    
18. ......
    
19. 
    
20. //write msg to eeprom
    
21. Remaining_Bytes = strlen(msg);
    
22. Memory_Address = 0;
    
23.         
    
24. while(Remaining_Bytes > 0)
    
25. {
    
26.       if(HAL_I2C_Mem_Write_DMA(&hi2c1, EEPROM_ADDRESS, Memory_Address, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t *)(msg + Memory_Address), EEPROM_PAGESIZE) != HAL_OK)
    
27.       {
    
28.               Error_Handler();
    
29.                         
    
30.        }
    
31.                
    
32.        while(HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
    
33.        {
    
34.        }
    
35.                
    
36.        while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, EEPROM_ADDRESS, 10, 300) == HAL_TIMEOUT);
    
37.                
    
38.        while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
    
39.         {
    
40.         }
    
41.                
    
42.          Remaining_Bytes -= EEPROM_PAGESIZE;
    
43.                
    
44.          Memory_Address += EEPROM_PAGESIZE;
    
45.         }
    
46.         
    
47. //read msg to buff
    
48. 
    
49.   if(HAL_I2C_Mem_Read_DMA(&hi2c1 , EEPROM_ADDRESS, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t*)buf, strlen(msg))!= HAL_OK)
    
50.   {
    
51.     /* Reading process Error */
    
52.     Error_Handler();        
    
53.   }
    
54.   
    
55.   /* Wait for the end of the transfer */  
    
56.   while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
    
57.   {
    
58.   }
    
59.         

复制代码

根据STD库中用户的反馈，I2C出错的原因主要由几方面造成，一是ST设计的I2C接口，通信过程中一些状态变量及标志位的设置非常严格，如果程序逻辑考虑不周全，会导致I2C停止工作，需要软复位后才能继续；另一方面，I2C接口在处理单个，双字节及多字节传输过程中要分开考虑，进一步将问题复杂化了；还有就是结合具体的I2C设备，不同的时序要求，进一步复杂化了通信过程。

这些问题在HAL库中都得到了很好的解决，为此，HAL库中设计了几种不同类型的API函数供调用。一类是通用的接收和发送函数，这类API函数将I2C接口视为类似于“流对象”，通信时从流对象中接收或发送数据；另一类则是类似于EEPROM之类的特殊存储对象，从这些存储对象中接收或发送数据时，都需要提供一个地址，以便准确定位。使用EEPROM来实验时，我们使用的是第二类API函数。两个主要的API函数原型及参数如下。

1. /**
   
2.   * @brief  Transmit in master mode an amount of data in non-blocking mode with DMA
   
3.   * @param  hi2c : Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains
   
4.   *                the configuration information for the specified I2C.
   
5.   * @param  DevAddress: Target device address
   
6.   * @param  pData: Pointer to data buffer
   
7.   * @param  Size: Amount of data to be sent
   
8.   * @retval HAL status
   
9.   */
   
10. HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Master_Transmit_DMA(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size)

复制代码

1. /**
   
2.   * @brief  Reads an amount of data in non-blocking mode with DMA from a specific memory address.
   
3.   * @param  hi2c : Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains
   
4.   *                the configuration information for the specified I2C.
   
5.   * @param  DevAddress: Target device address
   
6.   * @param  MemAddress: Internal memory address
   
7.   * @param  MemAddSize: Size of internal memory address
   
8.   * @param  pData: Pointer to data buffer
   
9.   * @param  Size: Amount of data to be read
   
10.   * @retval HAL status
    
11.   */
    
12. HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read_DMA(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size)

复制代码

关于这两个函数的更详细的调用方法及说明，请参考API文档。

注意在具体操作EEPROM的时候，还要注意，EEPROM分字节读写及页面读写两种类型，对HAL API的调用还要进行适当的修改。

由于ST HAL API做了大量的后台工作，上面的代码看起来过于简单了。但实际上API函数在后台做了大量的工作，这不正是我们期待的么！

最后来看看运行结果。

UART打印的写入及读取取结果



逻辑分析仪LA



I2C通信全程，LA分析结果



开始通信，顺序依次是开始信号，地址，EEPROM写入地址，第一个数据字节



字符0x0D, 0x0A, 结束信号。



接收开始，顺序依次是开始信号，地址，EEPROM读取地址，第一个数据字节



读取结束





附工程

eeprom.zip (3.17 MB, 下载次数: 195)

2015-11-8 20:34 上传

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沙发                     

地板

这个逻辑分析仪是啥牌子的？多少M？那个打标线不错。。。

多谢分享啊。。。。

Hal库把底层都写好了，所以硬件i2c还是较简单的

楼主好牛，两个板子都有了。而且还有逻辑分析仪

对比过硬件IIC和模拟IIC，硬件的IIC直接被模拟IIC给打爆！
1、移植，直接秒杀不用多说
2、效率，IIC的硬件通讯过程中用了太多的访问标志位，实际效率不会增加，一样是让CPU在耗，
              所以，效率反而没有模拟IIC高，因为GPIO的反转速率轻松满足IIC的通信速率，所以
              模拟IIC照样更胜1筹。
3、复杂性，ST的通病，反而模拟IIC更加把协议变得很直观。
纵上所述，感觉这个硬件IIC就是个鸡肋。

逻辑分析仪自己买的吗大神总是一鸣惊人啊

前来学习观战中。。。