1 I2C协议简介

I2C通讯协议(Inter－IntegratedCircuit)是由Phiilps公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强，不需要USART、CAN等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。

在计算机科学里，大部分复杂的问题都可以通过分层来简化。如芯片被分为内核层和片上外设；STM32标准库则是在寄存器与用户代码之间的软件层。对于通讯协议，我们也以分层的方式来理解，最基本的是把它分为物理层和协议层。物理层规定通讯系统中具有机械、电子功能部分的特性，确保原始数据在物理媒体的传输。协议层主要规定通讯逻辑，统一收发双方的数据打包、解包标准。简单来说物理层规定我们用嘴巴还是用肢体来交流，协议层则规定我们用中文还是英文来交流。

下面我们分别对I2C协议的物理层及协议层进行讲解。

1.1 I2C物理层

I2C通讯设备之间的常用连接方式

它的物理层有如下特点：

(1)它是一个支持设备的总线。“总线”指多个设备共用的信号线。在一个I2C通讯总线中，可连接多个I2C通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机。

(2)一个I2C总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA)，一条串行时钟线(SCL)。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步。

(3)每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。

(4)总线通过上拉电阻接到电源。当I2C设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。

(5)多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突，会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线。

(6)具有三种传输模式：标准模式传输速率为100kbit/s，快速模式为400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s，但目前大多I2C设备尚不支持高速模式。

(7)连接到相同总线的IC数量受到总线的最大电容400pF限制。

1.2 协议层

I2C的协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。

1.2.1 I2C基本读写过程

先看看I2C通讯过程的基本结构，它的通讯过程见图

主机写数据到从机

主机由从机中读数据

I2C通讯复合格式

这些图表示的是主机和从机通讯时，SDA线的数据包序列。

其中S表示由主机的I2C接口产生的传输起始信号(S)，这时连接到I2C总线上的所有从机都会接收到这个信号。

起始信号产生后，所有从机就开始等待主机紧接下来广播的从机地址信号(SLAVE_ADDRESS)。在I2C总线上，每个设备的地址都是唯一的，当主机广播的地址与某个设备地址相同时，这个设备就被选中了，没被选中的设备将会忽略之后的数据信号。根据I2C协议，这个从机地址可以是7位或10位。

在地址位之后，是传输方向的选择位，该位为0时，表示后面的数据传输方向是由主机传输至从机，即主机向从机写数据。该位为1时，则相反，即主机由从机读数据。

从机接收到匹配的地址后，主机或从机会返回一个应答(ACK)或非应答(NACK)信号，只有接收到应答信号后，主机才能继续发送或接收数据。

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写数据

若配置的方向传输位为“写数据”方向，即第一幅图的情况，广播完地址，接收到应答信号后，主机开始正式向从机传输数据(DATA)，数据包的大小为8位，主机每发送完一个字节数据，都要等待从机的应答信号(ACK)，重复这个过程，可以向从机传输N个数据，这个N没有大小限制。当数据传输结束时，主机向从机发送一个停止传输信号(P)，表示不再传输数据。

读数据

若配置的方向传输位为“读数据”方向，即第二幅图的情况，广播完地址，接收到应答信号后，从机开始向主机返回数据(DATA)，数据包大小也为8位，从机每发送完一个数据，都会等待主机的应答信号(ACK)，重复这个过程，可以返回N个数据，这个N也没有大小限制。当主机希望停止接收数据时，就向从机返回一个非应答信号(NACK)，则从机自动停止数据传输。

读和写数据

除了基本的读写，I2C通讯更常用的是复合格式，即第三幅图的情况，该传输过程有两次起始信号(S)。一般在第一次传输中，主机通过SLAVE_ADDRESS寻找到从设备后，发送一段“数据”，这段数据通常用于表示从设备内部的寄存器或存储器地址(注意区分它与SLAVE_ADDRESS的区别)；在第二次的传输中，对该地址的内容进行读或写。也就是说，第一次通讯是告诉从机读写地址，第二次则是读写的实际内容。

以上通讯流程中包含的各个信号分解如下：

1.2.2 通讯的起始和停止信号

前文中提到的起始(S)和停止(P)信号是两种特殊的状态，见图起始和停止信号。当SCL线是高电平时SDA线从高电平向低电平切换，这个情况表示通讯的起始。当SCL是高电平时SDA线由低电平向高电平切换，表示通讯的停止。起始和停止信号一般由主机产生。

1.2.3 数据有效性

I2C使用SDA信号线来传输数据，使用SCL信号线进行数据同步。见图数据有效性。SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。传输时，SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效，即此时的SDA为高电平时表示数据“1”，为低电平时表示数据“0”。当SCL为低电平时，SDA的数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。

每次数据传输都以字节为单位，每次传输的字节数不受限制。

1.2.4 地址及数据方向

I2C总线上的每个设备都有自己的独立地址，主机发起通讯时，通过SDA信号线发送设备地址(SLAVE_ADDRESS)来查找从机。I2C协议规定设备地址可以是7位或10位，实际中7位的地址应用比较广泛。紧跟设备地址的一个数据位用来表示数据传输方向，它是数据方向位(R/)，第8位或第11位。数据方向位为“1”时表示主机由从机读数据，该位为“0”时表示主机向从机写数据。见图设备地址及数据传输方向。

读数据方向时，主机会释放对SDA信号线的控制，由从机控制SDA信号线，主机接收信号，写数据方向时，SDA由主机控制，从机接收信号。

1.2.5 响应

I2C的数据和地址传输都带响应。响应包括“应答(ACK)”和“非应答(NACK)”两种信号。作为数据接收端时，当设备(无论主从机)接收到I2C传输的一个字节数据或地址后，若希望对方继续发送数据，则需要向对方发送“应答(ACK)”信号，发送方会继续发送下一个数据；若接收端希望结束数据传输，则向对方发送“非应答(NACK)”信号，发送方接收到该信号后会产生一个停止信号，结束信号传输。见图响应与非响应信号。

传输时主机产生时钟，在第9个时钟时，数据发送端会释放SDA的控制权，由数据接收端控制SDA，若SDA为高电平，表示非应答信号(NACK)，低电平表示应答信号(ACK)。

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2 STM32的I2C特性及架构

如果我们直接控制STM32的两个GPIO引脚，分别用作SCL及SDA，按照上述信号的时序要求，直接像控制LED灯那样控制引脚的输出(若是接收数据时则读取SDA电平)，就可以实现I2C通讯。同样，假如我们按照USART的要求去控制引脚，也能实现USART通讯。所以只要遵守协议，就是标准的通讯，不管您如何实现它，不管是ST生产的控制器还是ATMEL生产的存储器，都能按通讯标准交互。

由于直接控制GPIO引脚电平产生通讯时序时，需要由CPU控制每个时刻的引脚状态，所以称之为“软件模拟协议”方式。

相对地，还有“硬件协议”方式，STM32的I2C片上外设专门负责实现I2C通讯协议，只要配置好该外设，它就会自动根据协议要求产生通讯信号，收发数据并缓存起来，CPU只要检测该外设的状态和访问数据寄存器，就能完成数据收发。这种由硬件外设处理I2C协议的方式减轻了CPU的工作，且使软件设计更加简单。

2.1 STM32的I2C外设简介

STM32的I2C外设可用作通讯的主机及从机，支持100Kbit/s和400Kbit/s的速率，支持7位、10位设备地址，支持DMA数据传输，并具有数据校验功能。它的I2C外设还支持SMBus2.0协议，SMBus协议与I2C类似，主要应用于笔记本电脑的电池管理中。

2.2 STM32的I2C架构剖析

2.2.1 通讯引脚

I2C的所有硬件架构都是根据图中左侧SCL线和SDA线展开的(其中的SMBA线用于SMBUS的警告信号，I2C通讯没有使用)。STM32芯片有多个I2C外设，它们的I2C通讯信号引出到不同的GPIO引脚上，使用时必须配置到这些指定的引脚

2.2.2 时钟控制逻辑

SCL线的时钟信号，由I2C接口根据时钟控制寄存器(CCR)控制，控制的参数主要为时钟频率。

2.2.3 数据控制逻辑

I2C的SDA信号主要连接到数据移位寄存器上，数据移位寄存器的数据来源及目标是数据寄存器(DR)、地址寄存器(OAR)、PEC寄存器以及SDA数据线。当向外发送数据的时候，数据移位寄存器以“数据寄存器”为数据源，把数据一位一位地通过SDA信号线发送出去；当从外部接收数据的时候，数据移位寄存器把SDA信号线采样到的数据一位一位地存储到“数据寄存器”中。若使能了数据校验，接收到的数据会经过PCE计算器运算，运算结果存储在“PEC寄存器”中。当STM32的I2C工作在从机模式的时候，接收到设备地址信号时，数据移位寄存器会把接收到的地址与STM32的自身的“I2C地址寄存器”的值作比较，以便响应主机的寻址。STM32的自身I2C地址可通过修改“自身地址寄存器”修改，支持同时使用两个I2C设备地址，两个地址分别存储在OAR1和OAR2中。

2.2.4 整体控制逻辑

整体控制逻辑负责协调整个I2C外设，控制逻辑的工作模式根据我们配置的“控制寄存器(CR1/CR2)”的参数而改变。在外设工作时，控制逻辑会根据外设的工作状态修改“状态寄存器(SR1和SR2)”，我们只要读取这些寄存器相关的寄存器位，就可以了解I2C的工作状态。除此之外，控制逻辑还根据要求，负责控制产生I2C中断信号、DMA请求及各种I2C的通讯信号(起始、停止、响应信号等)。

2.3 通讯过程

使用I2C外设通讯时，在通讯的不同阶段它会对“状态寄存器(SR1及SR2)”的不同数据位写入参数，我们通过读取这些寄存器标志来了解通讯状态。

2.3.1 主发送器

图中的是“主发送器”流程，即作为I2C通讯的主机端时，向外发送数据时的过程。

主发送器发送流程及事件说明如下：

(1)控制产生起始信号(S)，当发生起始信号后，它产生事件“EV5”，并会对SR1寄存器的“SB”位置1，表示起始信号已经发送；

(2)紧接着发送设备地址并等待应答信号，若有从机应答，则产生事件“EV6”及“EV8”，这时SR1寄存器的“ADDR”位及“TXE”位被置1，ADDR为1表示地址已经发送，TXE为1表示数据寄存器为空；

(3)以上步骤正常执行并对ADDR位清零后，我们往I2C的“数据寄存器DR”写入要发送的数据，这时TXE位会被重置0，表示数据寄存器非空，I2C外设通过SDA信号线一位位把数据发送出去后，又会产生“EV8”事件，即TXE位被置1，重复这个过程，就可以发送多个字节数据了；

(4)当我们发送数据完成后，控制I2C设备产生一个停止信号(P)，这个时候会产生EV8_2事件，SR1的TXE位及BTF位都被置1，表示通讯结束。假如我们使能了I2C中断，以上所有事件产生时，都会产生I2C中断信号，进入同一个中断服务函数，到I2C中断服务程序后，再通过检查寄存器位来判断是哪一个事件。

2.3.2 主接收器

再来分析主接收器过程，即作为I2C通讯的主机端时，从外部接收数据的过程

主接收器接收流程及事件说明如下：

(1)同主发送流程，起始信号(S)是由主机端产生的，控制发生起始信号后，它产生事件“EV5”，并会对SR1寄存器的“SB”位置1，表示起始信号已经发送；

(2)紧接着发送设备地址并等待应答信号，若有从机应答，则产生事件“EV6”这时SR1寄存器的“ADDR”位被置1，表示地址已经发送。

(3)从机端接收到地址后，开始向主机端发送数据。当主机接收到这些数据后，会产生“EV7”事件，SR1寄存器的RXNE被置1，表示接收数据寄存器非空，我们读取该寄存器后，可对数据寄存器清空，以便接收下一次数据。此时我们可以控制I2C发送应答信号(ACK)或非应答信号(NACK)，若应答，则重复以上步骤接收数据，若非应答，则停止传输；

(4)发送非应答信号后，产生停止信号(P)，结束传输。

在发送和接收过程中，有的事件不只是标志了我们上面提到的状态位，还可能同时标志主机状态之类的状态位，而且读了之后还需要清除标志位，比较复杂。我们可使用STM32标准库函数来直接检测这些事件的复合标志，降低编程难度。

3 I2C初始化结构体详解

跟其它外设一样，STM32标准库提供了I2C初始化结构体及初始化函数来配置I2C外设。初始化结构体及函数定义在库文件“stm32f10x_i2c.h”及“stm32f10x_i2c.c”中，编程时我们可以结合这两个文件内的注释使用或参考库帮助文档。了解初始化结构体后我们就能对I2C外设运用自如了.

这些结构体成员说明如下，其中括号内的文字是对应参数在STM32标准库中定义的宏：

(1)I2C_ClockSpeed

本成员设置的是I2C的传输速率，在调用初始化函数时，函数会根据我们输入的数值经过运算后把时钟因子写入到I2C的时钟控制寄存器CCR。而我们写入的这个参数值不得高于400KHz。实际上由于CCR寄存器不能写入小数类型的时钟因子，影响到SCL的实际频率可能会低于本成员设置的参数值，这时除了通讯稍慢一点以外，不会对I2C的标准通讯造成其它影响。

(2)I2C_Mode

本成员是选择I2C的使用方式，有I2C模式(I2C_Mode_I2C)和SMBus主、从模式(I2C_Mode_SMBusHost、I2C_Mode_SMBusDevice)。I2C不需要在此处区分主从模式，直接设置I2C_Mode_I2C即可。

(3)I2C_DutyCycle

本成员设置的是I2C的SCL线时钟的占空比。该配置有两个选择，分别为低电平时间比高电平时间为2：1(I2C_DutyCycle_2)和16：9(I2C_DutyCycle_16_9)。其实这两个模式的比例差别并不大，一般要求都不会如此严格，这里随便选就可以。

(4)I2C_OwnAddress1

本成员配置的是STM32的I2C设备自己的地址，每个连接到I2C总线上的设备都要有一个自己的地址，作为主机也不例外。地址可设置为7位或10位(受下面I2C_AcknowledgeAddress成员决定)，只要该地址是I2C总线上唯一的即可。STM32的I2C外设可同时使用两个地址，即同时对两个地址作出响应，这个结构成员I2C_OwnAddress1配置的是默认的、OAR1寄存器存储的地址，若需要设置第二个地址寄存器OAR2，可使用I2C_OwnAddress2Config函数来配置，OAR2不支持10位地址，只有7位。

(5)I2C_Ack_Enable

本成员是关于I2C应答设置，设置为使能则可以发送响应信号。本实验配置为允许应答(I2C_Ack_Enable)，这是绝大多数遵循I2C标准的设备的通讯要求，改为禁止应答(I2C_Ack_Disable)往往会导致通讯错误。

(6)I2C_AcknowledgeAddress

本成员选择I2C的寻址模式是7位还是10位地址。这需要根据实际连接到I2C总线上设备的地址进行选择，这个成员的配置也影响到I2C_OwnAddress1成员，只有这里设置成10位模式时，I2C_OwnAddress1才支持10位地址。

配置完这些结构体成员值，调用库函数I2C_Init即可把结构体的配置写入到寄存器中。

4 I2C—读写EEPROM实验

EEPROM是一种掉电后数据不丢失的存储器，常用来存储一些配置信息，以便系统重新上电的时候加载之。EEPOM芯片最常用的通讯方式就是I2C协议，本小节以EEPROM的读写实验为大家讲解STM32的I2C使用方法。实验中STM32的I2C外设采用主模式，分别用作主发送器和主接收器，通过查询事件的方式来确保正常通讯。

4.1 硬件设计

本实验板中的EEPROM芯片(型号：AT24C02)的SCL及SDA引脚连接到了STM32对应的I2C引脚中，结合上拉电阻，构成了I2C通讯总线，它们通过I2C总线交互。EEPROM芯片的设备地址一共有7位，其中高4位固定为：1010b，低3位则由A0/A1/A2信号线的电平决定，见图EEPROM设备地址，图中的R/W是读写方向位，与地址无关。

按照我们此处的连接，A0/A1/A2均为0，所以EEPROM的7位设备地址是：1010000b，即0x50。由于I2C通讯时常常是地址跟读写方向连在一起构成一个8位数，且当R/W位为0时，表示写方向，所以加上7位地址，其值为“0xA0”，常称该值为I2C设备的“写地址”；当R/W位为1时，表示读方向，加上7位地址，其值为“0xA1”，常称该值为“读地址”。EEPROM芯片中还有一个WP引脚，具有写保护功能，当该引脚电平为高时，禁止写入数据，当引脚为低电平时，可写入数据，我们直接接地，不使用写保护功能。关于EEPROM的更多信息，可参考其数据手册《AT24C02》来了解。若您使用的实验板EEPROM的型号、设备地址或控制引脚不一样，只需根据我们的工程修改即可，程序的控制原理相同。

4.2 软件设计

4.2.1 编程要点

(1)配置通讯使用的目标引脚为开漏模式；

(2)使能I2C外设的时钟；

(3)配置I2C外设的模式、地址、速率等参数并使能I2C外设；

(4)编写基本I2C按字节收发的函数；

(5)编写读写EEPROM存储内容的函数；

(6)编写测试程序，对读写数据进行校验。

4.2.2 代码分析

I2C硬件相关宏定义.我们把I2C硬件相关的配置都以宏的形式定义到“bsp_i2c_ee.h”文件中

以上代码根据硬件连接，把与EEPROM通讯使用的I2C号、引脚号都以宏封装起来，并且定义了自身的I2C地址及通讯速率，以便配置模式的时候使用。

初始化I2C的GPIO

利用上面的宏，编写I2CGPIO引脚的初始化函数

开启相关的时钟并初始化GPIO引脚，函数执行流程如下：

(1)使用GPIO_InitTypeDef定义GPIO初始化结构体变量，以便下面用于存储GPIO配置；

(2)调用库函数RCC_APB1PeriphClockCmd（代码中为宏EEPROM_I2C_APBxClock_FUN）使能I2C外设时钟，调用RCC_APB2PeriphClockCmd（代码中为宏EEPROM_I2C_GPIO_APBxClock_FUN）来使能I2C引脚使用的GPIO端口时钟，调用时我们使用“|”操作同时配置两个引脚

。(3)向GPIO初始化结构体赋值，把引脚初始化成复用开漏模式，要注意I2C的引脚必须使用这种模式。

(4)使用以上初始化结构体的配置，调用GPIO_Init函数向寄存器写入参数，完成GPIO的初始化。

配置I2C的模式

以上只是配置了I2C使用的引脚，还不算对I2C模式的配置

熟悉STM32I2C结构的话，这段初始化程序就十分好理解，它把I2C外设通讯时钟SCL的低/高电平比设置为2，使能响应功能，使用7位地址I2C_OWN_ADDRESS7以及速率配置为I2C_Speed(前面在bsp_i2c_ee.h定义的宏)。最后调用库函数I2C_Init把这些配置写入寄存器，并调用I2C_Cmd函数使能外设。

为方便调用，我们把I2C的GPIO及模式配置都用I2C_EE_Init函数封装起来。

向EEPROM写入一个字节的数据（重点！！！！！！！！！！！！！！！！！！）

初始化好I2C外设后，就可以使用I2C通讯，我们看看如何向EEPROM写入一个字节的数据

先来分析I2C_TIMEOUT_UserCallback函数，它的函数体里只调用了宏EEPROM_ERROR，这个宏封装了printf函数，方便使用串口向上位机打印调试信息，阅读代码时把它当成printf函数即可。在I2C通讯的很多过程，都需要检测事件，当检测到某事件后才能继续下一步的操作，但有时通讯错误或者I2C总线被占用，我们不能无休止地等待下去，所以我们设定每个事件检测都有等待的时间上限，若超过这个时间，我们就调用I2C_TIMEOUT_UserCallback函数输出调试信息(或可以自己加其它操作)，并终止I2C通讯。

了解了这个机制，再来分析I2C_EE_ByteWrite函数，这个函数实现了前面讲的I2C主发送器通讯流程

(1)使用库函数I2C_GenerateSTART产生I2C起始信号，其中的EEPROM_I2C宏是前面硬件定义相关的I2C编号；

(2)对I2CTimeout变量赋值为宏I2CT_FLAG_TIMEOUT，这个I2CTimeout变量在下面的while循环中每次循环减1，该循环通过调用库函数I2C_CheckEvent检测事件，若检测到事件，则进入通讯的下一阶段，若未检测到事件则停留在此处一直检测，当检测I2CT_FLAG_TIMEOUT次都还没等待到事件则认为通讯失败，调用前面的I2C_TIMEOUT_UserCallback输出调试信息，并退出通讯；

(3)调用库函数I2C_Send7bitAddress发送EEPROM的设备地址，并把数据传输方向设置为I2C_Direction_Transmitter(即发送方向)，这个数据传输方向就是通过设置I2C通讯中紧跟地址后面的R/W位实现的。发送地址后以同样的方式检测EV6标志；

(4)调用库函数I2C_SendData向EEPROM发送要写入的内部地址，该地址是I2C_EE_ByteWrite函数的输入参数，发送完毕后等待EV8事件。要注意这个内部地址跟上面的EEPROM地址不一样，上面的是指I2C总线设备的独立地址，而此处的内部地址是指EEPROM内数据组织的地址，也可理解为EEPROM内存的地址或I2C设备的寄存器地址；

(5)调用库函数I2C_SendData向EEPROM发送要写入的数据，该数据是I2C_EE_ByteWrite函数的输入参数，发送完毕后等待EV8事件；

(6)一个I2C通讯过程完毕，调用I2C_GenerateSTOP发送停止信号。在这个通讯过程中，STM32实际上通过I2C向EEPROM发送了两个数据，但为何第一个数据被解释为EEPROM的内存地址？这是由EEPROM的自己定义的单字节写入时序，见图EEPROM单字节写入时序。

EEPROM的单字节时序规定，向它写入数据的时候，第一个字节为内存地址，第二个字节是要写入的数据内容。所以我们需要理解：命令、地址的本质都是数据，对数据的解释不同，它就有了不同的功能。

多字节写入及状态等待（重中之重！！！！！！！！！！！！！）

单字节写入通讯结束后，EEPROM芯片会根据这个通讯结果擦写该内存地址的内容，这需要一段时间，所以我们在多次写入数据时，要先等待EEPROM内部擦写完毕。

这段代码比较简单，直接使用for循环调用前面定义的I2C_EE_ByteWrite函数一个字节一个字节地向EEPROM发送要写入的数据。在每次数据写入通讯前调用了I2C_EE_WaitEepromStandbyState函数等待EEPROM内部擦写完毕

这个函数主要实现是向EEPROM发送它设备地址，检测EEPROM的响应，若EEPROM接收到地址后返回应答信号，则表示EEPROM已经准备好，可以开始下一次通讯。函数中检测响应是通过读取STM32的SR1寄存器的ADDR位及AF位来实现的，当I2C设备响应了地址的时候，ADDR会置1，若应答失败，AF位会置1。

EEPROM的页写入（重中之重之重！！！！！！！！）

在以上的数据通讯中，每写入一个数据都需要向EEPROM发送写入的地址，我们希望向连续地址写入多个数据的时候，只要告诉EEPROM第一个内存地址address1，后面的数据按次序写入到address2、address3…这样可以节省通讯的时间，加快速度。为应对这种需求，EEPROM定义了一种页写入时序，见图EEPROM页写入时序。

根据页写入时序，第一个数据被解释为要写入的内存地址address1，后续可连续发送n个数据，这些数据会依次写入到内存中。其中AT24C02型号的芯片页写入时序最多可以一次发送8个数据(即n=8)，该值也称为页大小，某些型号的芯片每个页写入时序最多可传输16个数据。

EEPROM的页写入

这段页写入函数主体跟单字节写入函数是一样的，只是它在发送数据的时候，使用for循环控制发送多个数据，发送完多个数据后才产生I2C停止信号，只要每次传输的数据小于等于EEPROM时序规定的页大小，就能正常传输。

快速写入多字节

利用EEPROM的页写入方式，可以改进前面的“多字节写入”函数，加快传输速度

快速写入多字节函数

//如果WriteAddr不是按I2C_PageSize对齐

很多读者觉得这段代码的运算很复杂，看不懂，其实它的主旨就是对输入的数据进行分页(本型号芯片每页8个字节)，见表首地址对齐到页时的情况。通过“整除”计算要写入的数据NumByteToWrite能写满多少“完整的页”，计算得的值存储在NumOfPage中，但有时数据不是刚好能写满完整页的，会多一点出来，通过“求余”计算得出“不满一页的数据个数”就存储在NumOfSingle中。计算后通过按页传输NumOfPage次整页数据及最后的NumOfSing个数据，使用页传输，比之前的单个字节数据传输要快很多。

除了基本的分页传输，还要考虑首地址的问题，见表24‑3。若首地址不是刚好对齐到页的首地址，会需要一个count值，用于存储从该首地址开始写满该地址所在的页，还能写多少个数据。实际传输时，先把这部分count个数据先写入，填满该页，然后把剩余的数据(NumByteToWrite-count)，再重复上述求出NumOPage及NumOfSingle的过程，按页传输到EEPROM。

1.若writeAddress=16，计算得Addr=16%8=0，count=8-0=8；

2.同时，若NumByteToWrite=22，计算得NumOfPage=22/8=2，NumOfSingle=22%8=6。

3.数据传输情况如表首地址未对齐到页时的情况

4.若writeAddress=17，计算得Addr=17%8=1，count=8-1=7；

5.同时，若NumByteToWrite=22，

6.先把count去掉，特殊处理，计算得新的NumByteToWrite=22-7=15

7.计算得NumOfPage=15/8=1，NumOfSingle=15%8=7。

8.数据传输情况如表首地址未对齐到页时的情况

最后，强调一下，EEPROM支持的页写入只是一种加速的I2C的传输时序，实际上并不要求每次都以页为单位进行读写，EEPROM是支持随机访问的(直接读写任意一个地址)，如前面的单个字节写入。在某些存储器，如NANDFLASH，它是必须按照Block写入的，例如每个Block为512或4096字节，数据写入的最小单位是Block，写入前都需要擦除整个Block；NORFLASH则是写入前必须以Sector/Block为单位擦除，然后才可以按字节写入。而我们的EEPROM数据写入和擦除的最小单位是“字节”而不是“页”，数据写入前不需要擦除整页。

从EEPROM读取数据

从EEPROM读取数据是一个复合的I2C时序，它实际上包含一个写过程和一个读过程

EEPROM数据读取时序

读时序的第一个通讯过程中，使用I2C发送设备地址寻址(写方向)，接着发送要读取的“内存地址”；第二个通讯过程中，再次使用I2C发送设备地址寻址，但这个时候的数据方向是读方向；在这个过程之后，EEPROM会向主机返回从“内存地址”开始的数据，一个字节一个字节地传输，只要主机的响应为“应答信号”，它就会一直传输下去，主机想结束传输时，就发送“非应答信号”，并以“停止信号”结束通讯，作为从机的EEPROM也会停止传输。

从EEPROM读取数据

这段中的写过程跟前面的写字节函数类似，而读过程中接收数据时，需要使用库函数I2C_ReceiveData来读取。响应信号则通过库函数I2C_AcknowledgeConfig来发送，DISABLE时为非响应信号，ENABLE为响应信号。

4.2.3 main文件

EEPROM读写测试函数

完成基本的读写函数后，接下来我们编写一个读写测试函数来检验驱动程序

EEPROM读写测试函数

代码中先填充一个数组，数组的内容为1,2,3至N，接着把这个数组的内容写入到EEPROM中，写入时可以采用单字节写入的方式或页写入的方式。写入完毕后再从EEPROM的地址中读取数据，把读取得到的与写入的数据进行校验，若一致说明读写正常，否则读写过程有问题或者EEPROM芯片不正常。其中代码用到的EEPROM_INFO跟EEPROM_ERROR宏类似，都是对printf函数的封装，使用和阅读代码时把它直接当成printf函数就好。具体的宏定义在“bsp_i2c_ee.h文件中”，在以后的代码我们常常会用类似的宏来输出调试信息。

main函数

最后编写main函数，函数中初始化串口、I2C外设，然后调用上面的I2C_Test函数进行读写测试

4.3 下载验证

用USB线连接开发板“USBTOUART”接口跟电脑，在电脑端打开串口调试助手，把编译好的程序下载到开发板。在串口调试助手可看到EEPROM测试的调试信息。

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/* 下面给出STM32通过GPIO模拟I2C读写EEPROM程序 */ #define SCL_H GPIOB->BSRR = GPIO_Pin_6 #define SLC_L GPOIB-& ...
STM32F10x_模拟I2C读写EEPROM（2）（切换SDA方向 + 读ACK位 + 完整代码）
文章目录前言一.宏定义二.I2C延时函数 1. 注意三.起始 / 停止信号 1. 时序图 2. 起始信号 3. 停止信号四.切换SDA方向 1. SDA配置为输入模式 2. SDA配置为输出 ...
再造STM32---第十九部分：I2C—读写 EEPROM
本章参考资料:<STM32F4xx 参考手册>.<STM32F4xx 规格书>.库帮助文档<stm32f4xx_dsp_stdperiph_lib_um.chm>及 ...
I2C读写EEPROM
前言 1.I2C 通讯协议(Inter-Integrated Circuit)是由Phiilps公司开发的,由于它引脚少,硬件实现简单,可扩展性强,不需要USART.CAN等通讯协议的外部收发设备,现 ...
STM32CubeMX学习笔记（9）——I2C接口使用(读写EEPROM AT24C02)
一.I2C简介 I2C(Inter-Integrated Circuit ,内部集成电路) 总线是一种由飞利浦 Philip 公司开发的串行总线.是两条串行的总线,它由一根数据线(SDA)和一根时钟 ...
linux 下i2c读写命令,S3C2440 Linux下的I2C驱动以及I2C体系下对EEPROM进行读写操作
成员.我们可以看到消息结构体里面有从设备地址,读写标志,数据长度以及存储数据buf.这些成员我们看完之后会发现它大致符合先给设备地址,然后给写信号以及数据的时序.其实但我们写代码的时候并不一定是add ...
STM32学习之I2C协议（读写EEPROM）
关于STM32学习分享第七章 I2C协议(读写EEPROM) 文章目录关于STM32学习分享前言二.代码 1.i2c.c 2.i2c.h 3.main.c 总结前言开始!开始!单片机的I2 ...
iic获取salve设备地址_Linux下使用IIC总线读写EEPROM（读写i2c从设备通用程序）
Linux 下使用IIC总线读写 EEPROM by 韩大卫 @吉林师范大学 handawei@jusontech.com 转载请务必表明出处 ******************* ******* ...

I2C—读写EEPROM