STM32G030C8T6：EEPROM读写实验（I2C通信）

本专栏记录STM32开发各个功能的详细过程，方便自己后续查看，当然也供正在入门STM32单片机的兄弟们参考；

本小节的目标是，系统主频64 MHZ,采用高速外部晶振，实现PB11,PB10 引脚模拟I2C 时序，对M24C08 的EEPROM 进行读。
原理：通过模拟I2C接(PB10:CLK,PB11:DTA)与M24C08 EEPROM进行读写实验。
涉及到的知识：配置I2C通信，STM32CubeMX的使用

文章目录

  • 1 新建工程
  • 2 配置SWD下载引脚
  • 3 配置RCC
  • 4 设置系统主频
  • 5 生成工程
  • 6 增加代码实现PB10,PB11 模拟I2C 时序，从而实现EEPROM数据读写

1 新建工程

点击File 菜单下的New Project

在这里插入图片描述

选择芯片型号，如下图所示先输入芯片型号，目前这边输入STM32G030C8，

在这里插入图片描述

双击选择，就确定了芯片型号，界面会变成如下图所示

在这里插入图片描述

2 配置SWD下载引脚

如下图所示，在Pinout&Configuration 栏目的System Core 下，先点击SYS,再勾选Serial Wire 框，
配置好SWD 下载引脚设置：

在这里插入图片描述

3 配置RCC

如下图，先点击RCC,在HSE 配置中选择Crystal/Ceramic Resonator 外部晶振设

在这里插入图片描述

4 设置系统主频

如下图， 先点击Clock Configuration 栏目,按下图的1,2,3,4 步骤完成系统64MHZ 主频设置：

在这里插入图片描述

5 生成工程

按照下图的步骤，进行项目配置，项目名称和路径设置等，生成项目的类型选择STM32CubeIDE（我这里以STM32CubeIDE为例，如果你要试用keil5，那就选择MDK-RAM，如果要使用makefile，就选择Makefile），注意项目名称和路径不要有中文名；
在这里插入图片描述

最后全部设置完毕后点击create code，生成项目代码：

在这里插入图片描述

生成的工程如下图所示：
在这里插入图片描述

6 增加代码实现PB10,PB11 模拟I2C 时序，从而实现EEPROM数据读写

如下图所示，在Core/Src下面增加24C08.c 文件，里面是用I/O 口模拟I2C 总线实现EEPROM读写驱动。

在这里插入图片描述

24C08.h：
/*
**------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Modified by:			
** Modified date:	
** Version:
** Descriptions:		
********************************************************************************************************/
#ifndef __24C02_H
#define __24C02_H

/* Includes ------------------------------------------------------------------*/

					  
/* Private define ------------------------------------------------------------*/
#define AT24C01A		/* 24C01A,I2C时序和往后的24C02一样 */
//#define AT24C01		/* 24C01,I2C的时序和普通的有点不同 */

#define ADDR_24LC02		0xA0
#define I2C_PAGESIZE	4		/* 24C01/01A页缓冲是4个 */

/* Private function prototypes -----------------------------------------------*/
void I2C_Configuration(void);
uint8_t I2C_Read(I2C_TypeDef *I2Cx,uint8_t I2C_Addr,uint8_t addr,uint8_t *buf,uint16_t num);
uint8_t I2C_Write(I2C_TypeDef *I2Cx,uint8_t I2C_Addr,uint8_t addr,uint8_t *buf,uint16_t num);

#endif 

/*********************************************************************************************************
      END FILE
*********************************************************************************************************/

24C08.c

/***************************************************************************//**
  文件: 24C08.c
  作者: Zhengyu https://gzwelink.taobao.com
  版本: V1.0.0
  时间: 20200401
	平台:MINI-G030C8T6

*******************************************************************************/

#include "main.h"

#define	EE_ADDR 0xa0//EEPROM地址，地址管脚全接地，为0xA0
#define EE_SCL_PIN  GPIO_PIN_10   //模拟IIC的SCL信号  1.修改引脚即可修改IIC接口
#define EE_SDA_PIN  GPIO_PIN_11   //模拟IIC的SDA信号
#define EE_IIC_SCL(val)         HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_10,val)                    //SCL 输出高或者低     2.修改引脚即可修改IIC接口        
#define EE_IIC_SDA(val)         HAL_GPIO_WritePin(GPIOB, GPIO_PIN_11,val)                    //SDA 输出高或者低 

 

void EE_SDA_IN(void) 	//PB11配置成输入  
	{  
		__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//GPIO时钟使能
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_INPUT;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
} 
void EE_SDA_OUT(void)//PB11配置成开漏输出
{
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//GPIO时钟使能
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_11;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	
}

void EE_SCK_OUT(void) //PB10配置成开漏输出
{
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();//GPIO时钟使能
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
  GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_OUTPUT_OD;
  GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
  GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
  HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
}

//读DATA引脚状态
unsigned char EE_READ_SDA(void)
{
return HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB,GPIO_PIN_11);
}	



/******************************************************************************
*函  数：void EE_IIC_Delay(void)
*功　能：IIC延时
*参  数：无
*返回值：无
*备  注: 移植时只需要将EE_IIC_Delay()换成自己的延时即可,目前是在16M主频下运行，大约等待10us
*******************************************************************************/	
void EE_IIC_Delay(uint16_t us)
{
	uint16_t j;
	for(j=0;j<us;j++)
	{
        for(int i = 0; i < 20; i++)    
        {
            __asm("NOP");//等待1个指令周期，系统主频16M
        }
	}
    
}
/******************************************************************************
*函  数：void IIC_Init(void)
*功　能：IIC初始化
*参  数：无
*返回值：无
*备  注：无
*******************************************************************************/

void EE_IIC_Init(void)
{			
    EE_SCK_OUT();//CLK引脚配置成输出
    EE_SDA_OUT();//DATA引脚配置成输出
    EE_IIC_SCL(1);//CLK引脚输出高
    EE_IIC_SDA(1);//DATA引脚输出高   
}
//开始	
void EE_IIC_Start(void)
{
	EE_SDA_OUT(); //DATA引脚配置成输出
	EE_IIC_SDA(1);//DATA引脚输出高	
	EE_IIC_SCL(1);//CLK引脚输出高
	EE_IIC_Delay(4);//等待大约40us
 	EE_IIC_SDA(0); //DATA引脚输出低
	EE_IIC_Delay(4);//等待大约40us
	EE_IIC_SCL(0); //CLK引脚输出低，钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
}

//停止	  
void EE_IIC_Stop(void)
{
	EE_SDA_OUT(); //DATA引脚配置成输出
	EE_IIC_SCL(0);//CLK引脚输出低
	EE_IIC_SDA(0); //DATA引脚输出低
  EE_IIC_Delay(4);//等待大约40us
	EE_IIC_SCL(1); //CLK引脚输出高
	EE_IIC_SDA(1); //DATA引脚输出高，发送I2C总线结束信号
  EE_IIC_Delay(4);//等待大约40us							   	
}

//等待应答
uint8_t EE_IIC_WaitAck(void)
{
	uint8_t ucErrTime=0;
	EE_SDA_IN(); //DATA引脚配置成输入  （从机给一个低电平做为应答） 
	EE_IIC_SDA(1);
	EE_IIC_Delay(1);	   
	EE_IIC_SCL(1);
	EE_IIC_Delay(1);//等待约10us 
	while(EE_READ_SDA())//一直读，直到读取到低电平应答
	{
		ucErrTime++;
		if(ucErrTime>250)
		{
			EE_IIC_Stop();
			return 1;
		}
	}
	EE_IIC_SCL(0); //时钟输出0 	   
	return 0;  
} 


//发送应答
void EE_IIC_Ack(void)
{
	EE_IIC_SCL(0);
	EE_SDA_OUT();
	EE_IIC_SDA(0);
	EE_IIC_Delay(1);
	EE_IIC_SCL(1);
	EE_IIC_Delay(2);
	EE_IIC_SCL(0);
}

//发送非应答
void EE_IIC_NAck(void)
{
	EE_IIC_SCL(0);
	EE_SDA_OUT();
	EE_IIC_SDA(1);
	EE_IIC_Delay(1);
	EE_IIC_SCL(1);
	EE_IIC_Delay(1);
	EE_IIC_SCL(0);
}					 				     

//发送一个字节	  
void EE_IIC_SendByte(uint8_t data)
{                        
    uint8_t t;   
    EE_SDA_OUT(); 	    
    EE_IIC_SCL(0); //拉低时钟开始数据传输
    for(t=0;t<8;t++)
    {              
			EE_IIC_SDA((data&0x80)>>7);//发送数据
        EE_IIC_Delay(1);			
        EE_IIC_SCL(1);
        data<<=1;
        EE_IIC_Delay(1);
        EE_IIC_SCL(0);	   
    }
    EE_IIC_Delay(1);
} 	 

//读取1字节	
uint8_t EE_IIC_ReadByte(uint8_t ack)
{
	uint8_t i,receive=0;
	EE_SDA_IN(); //SDA设置为输入模式 等待接收从机返回数据
    for(i=0;i<8;i++ )
	{
        EE_IIC_SCL(0); 
        EE_IIC_Delay(1);
        EE_IIC_SCL(1);
        receive<<=1;
        if(EE_READ_SDA())receive++; //读取从机发送的电平，如果是高，就记录高
        EE_IIC_Delay(1); 
    }					 
    if(ack)
        EE_IIC_Ack(); //发送ACK 
    else
        EE_IIC_NAck(); //发送nACK  
    return receive;
}

//从EE指定地址读取一个字节
uint8_t EE_IIC_ReadByteFromSlave(uint8_t I2C_Addr,uint8_t reg,uint8_t *buf)
{
	EE_IIC_Start();	
	EE_IIC_SendByte(I2C_Addr);	 //发送从机地址
	if(EE_IIC_WaitAck()) //如果从机未应答则数据发送失败
	{
		EE_IIC_Stop();
		return 1;
	}
	EE_IIC_SendByte(reg); //发送寄存器地址
	EE_IIC_WaitAck();	  
	
	EE_IIC_Start();
	EE_IIC_SendByte(I2C_Addr+1); //进入接收模式			   
	EE_IIC_WaitAck();
	*buf=EE_IIC_ReadByte(0);	   
        EE_IIC_Stop(); //产生一个停止条件
	return 0;
}

//发送一个字节内容到EE指定地址
uint8_t EE_EE_IIC_SendByteToSlave(uint8_t I2C_Addr,uint8_t reg,uint8_t data)
{
	EE_IIC_Start();
	EE_IIC_SendByte(I2C_Addr); //发送从机地址
	if(EE_IIC_WaitAck())
	{
		EE_IIC_Stop();
		return 1; //从机地址写入失败
	}
	EE_IIC_SendByte(reg); //发送寄存器地址
        EE_IIC_WaitAck();	  
	EE_IIC_SendByte(data); 
	if(EE_IIC_WaitAck())
	{
		EE_IIC_Stop(); 
		return 1; //数据写入失败
	}
	EE_IIC_Stop(); //产生一个停止条件
    
	return 0;
}

然后如下图所示，24C08.c 文件，主要是把SCL 引脚改成PB10,SDA引脚改成PB11，还有EEPROM 驱动所需的基本I/O 操作函数，还有实现时序所需的等待函数。

然后打开main.c文件，按照下图操作添加代码：

在这里插入图片描述

extern void EE_IIC_Init(void);
extern uint8_t EE_EE_IIC_SendByteToSlave(uint8_t I2C_Addr,uint8_t reg,uint8_t data);
extern uint8_t EE_IIC_ReadByteFromSlave(uint8_t I2C_Addr,uint8_t reg,uint8_t *buf);

unsigned char EEDATA;//存放EEPROM读取出来的数据，1个字节

在这里插入图片描述

EE_IIC_Init();//EEPROM管脚初始化，配置管脚
EE_EE_IIC_SendByteToSlave(0xA0,0x00,0x55);//0地址存储0x55
HAL_Delay(10);//等待10ms
EE_IIC_ReadByteFromSlave(0xA0,0x00,&EEDATA);//从0地址读取1字节内容到EEDATA变量

然后编译，调试，查看EEDATA变量的值，结果如下图所示：

在这里插入图片描述
我们写进去的值时0x55，最后读出来的值是85'U'，查一下ASCII码：

在这里插入图片描述
0x55对应的就是85'U'，证明我们的结果是对的，证明此EEPROM读写实验成功。

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