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NUCLEO-L476RG到手一段時間了，今天來測試一下硬件I2C的操作，聽說很多BUG，試一試看如何。
準備用I2C來訪問AT24C02 EEPROM，將數據寫入到EEPROM中，然后再讀取出來，驗證讀寫操作的正確性。
硬件平臺如下
NUCLEO-L476RG
前段時間FSL的KL02Z套裝，上面的MINIDOCK擴展板上恰好有AT24C02，所以借過來用一下，FSL不要生氣啊
標準的ARDUINO接口，放到哪都行。合體照。
硬件連接及原理圖
MINI DOCI上的AT24C02連接
ARDUINO接口：SCL及SDA
NUCLEO-L476RG上對應的接口
寫程序之前，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功能框圖如下
值得一提的是，L4的I2C有自己獨立的內核時鐘，可以在SYSCLK、PCLK及HSI中任選一種做為I2C的內核時鐘。另外L4的I2C支持三種不同的通信速率：100KHZ, 400KHZ，1MHZ。由于AT24C02只支持最高400KHZ，所以這里就選擇400KHZ做為內核時鐘。
創建I2C測試工程，建立過程略。幾點要注意的地方。
首先，本例程中使用的是I2C1，對應的SCL及SDA引腳為PB8及PB9，時鐘配置后SYSCLK為80MHZ。
I2C硬件配置參數如圖
速度有三種可選：標準，快速，快速加。另外針對不同的特定應用，可以選擇設置上升和下降沿的時間，以納秒為單位，范圍為0-120納秒之間。注意這個TIMING參數，是灰色的，CUBEMX自動計算并設置該值，不像以前的F0和F3系列，需要一個專門的工具來設置TIMING的值，夠麻煩的。
下面是使用HAL庫與EEPROM通信的主要代碼。
- /* USER CODE BEGIN PV */
- /* Private variables ---------------------------------------------------------*/
- #define EEPROM_ADDRESS 0xA0
- #define EEPROM_PAGESIZE 0x11
- #define EEPROM_TIMEOUT 1000
- extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;
- char msg[] = "This is a test!";
- char buf[40];
- int16_t Remaining_Bytes;
- uint16_t Memory_Address;
- uint16_t len;
- ......
- //write msg to eeprom
- Remaining_Bytes = strlen(msg);
- Memory_Address = 0;
-
- while(Remaining_Bytes > 0)
- {
- if(HAL_I2C_Mem_Write_DMA(&hi2c1, EEPROM_ADDRESS, Memory_Address, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t *)(msg + Memory_Address), EEPROM_PAGESIZE) != HAL_OK)
- {
- Error_Handler();
-
- }
-
- while(HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
- {
- }
-
- while (HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, EEPROM_ADDRESS, 10, 300) == HAL_TIMEOUT);
-
- while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
- {
- }
-
- Remaining_Bytes -= EEPROM_PAGESIZE;
-
- Memory_Address += EEPROM_PAGESIZE;
- }
-
- //read msg to buff
- if(HAL_I2C_Mem_Read_DMA(&hi2c1 , EEPROM_ADDRESS, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, (uint8_t*)buf, strlen(msg))!= HAL_OK)
- {
- /* Reading process Error */
- Error_Handler();
- }
-
- /* Wait for the end of the transfer */
- while (HAL_I2C_GetState(&hi2c1) != HAL_I2C_STATE_READY)
- {
- }
根據STD庫中用戶的反饋，I2C出錯的原因主要由幾方面造成，一是ST設計的I2C接口，通信過程中一些狀態變量及標志位的設置非常嚴格，如果程序邏輯考慮不周全，會導致I2C停止工作，需要軟復位后才能繼續；另一方面，I2C接口在處理單個，雙字節及多字節傳輸過程中要分開考慮，進一步將問題復雜化了；還有就是結合具體的I2C設備，不同的時序要求，進一步復雜化了通信過程。
這些問題在HAL庫中都得到了很好的解決，為此，HAL庫中設計了幾種不同類型的API函數供調用。一類是通用的接收和發送函數，這類API函數將I2C接口視為類似于“流對象”，通信時從流對象中接收或發送數據；另一類則是類似于EEPROM之類的特殊存儲對象，從這些存儲對象中接收或發送數據時，都需要提供一個地址，以便準確定位。使用EEPROM來實驗時，我們使用的是第二類API函數。兩個主要的API函數原型及參數如下。
- /**
- * @brief Transmit in master mode an amount of data in non-blocking mode with DMA
- * @param hi2c : Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains
- * the configuration information for the specified I2C.
- * @param DevAddress: Target device address
- * @param pData: Pointer to data buffer
- * @param Size: Amount of data to be sent
- * @retval HAL status
- */
- HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Master_Transmit_DMA(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size)
- /**
- * @brief Reads an amount of data in non-blocking mode with DMA from a specific memory address.
- * @param hi2c : Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains
- * the configuration information for the specified I2C.
- * @param DevAddress: Target device address
- * @param MemAddress: Internal memory address
- * @param MemAddSize: Size of internal memory address
- * @param pData: Pointer to data buffer
- * @param Size: Amount of data to be read
- * @retval HAL status
- */
- 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)
關于這兩個函數的更詳細的調用方法及說明，請參考API文檔。
注意在具體操作EEPROM的時候，還要注意，EEPROM分字節讀寫及頁面讀寫兩種類型，對HAL API的調用還要進行適當的修改。
由于ST HAL API做了大量的后臺工作，上面的代碼看起來過于簡單了。但實際上API函數在后臺做了大量的工作，這不正是我們期待的么！
最后來看看運行結果。
UART打印的寫入及讀取取結果
邏輯分析儀LA
I2C通信全程，LA分析結果
開始通信，順序依次是開始信號，地址，EEPROM寫入地址，第一個數據字節
字符0x0D, 0x0A, 結束信號。
接收開始，順序依次是開始信號，地址，EEPROM讀取地址，第一個數據字節
讀取結束
附工程
eeprom.zip
(3.17 MB, 下載次數: 28)
2016-6-17 15:26 上傳
點擊文件名下載附件
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