IIC通信---EEPROM24C02---STMF4

IIC通信协议

IIC是同步半双工通信，一个数据线SDA和一个时钟SCL线，可以接受和发送数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送。

空闲状态

IIC总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。

起始信号

当SCL为高期间，SDA由高到低的跳转

在这里插入图片描述
代码实现为：

//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{SDA_OUT();     //sda线输出模式IIC_SDA=1;	  	  IIC_SCL=1;delay_us(4);IIC_SDA=0;//START:when CLK is high,DATA change form high to low delay_us(4);IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
}

停止信号

当SCL为高期间，SDA由低到高的跳转
在这里插入图片描述
代码实现：

//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{SDA_OUT();//sda线输出IIC_SCL=0;IIC_SDA=0;//STOP:when CLK is high DATA change form low to highdelay_us(4);IIC_SCL=1; delay_us(4);			IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号				   	
}

应答信号

发送器每发送一个字节，就在时钟脉冲9期间释放数据线，由接收器反馈一个应答信号。应答信号为低电平时，规定为有效应答位，表示接收器已经成功接收到了该字节。应答信号为高电平时，规定为非应答位，一般表示接收器接收该字节没有成功。
对于反馈有效应答位ACK的要求是，接收器第9个时钟脉冲之前的低电平将SDA线拉低，并且确保在该时钟的高电平期间为稳定的低电压。
在这里插入图片描述
代码实现为：

//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=0;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}//不产生ACK应答		    
void IIC_NAck(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=1;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}	
//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
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{u8 ucErrTime=0;SDA_IN();      //SDA设置为输入  IIC_SDA=1;delay_us(1);	   IIC_SCL=1;delay_us(1);	 while(READ_SDA){ucErrTime++;if(ucErrTime>250){IIC_Stop();return 1;}}IIC_SCL=0;//时钟输出0 	   return 0;  
}

数据的有效性

IIC总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平才允许变化。即数据在SCL的上升沿到来之前就需要准备好，并且在下降沿到来之前必须保持稳定。
在这里插入图片描述

数据的传送

在IIC总线上传送的每一位数据都有一个时钟脉冲相对应（同步控制），即在SCL串行时钟的配合下，在SDA上逐位串行传送每一位数据，数据位的传输是边沿触发。

发送一字节代码实现为：

//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答			  
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        u8 t;   SDA_OUT(); 	    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输for(t=0;t<8;t++){              IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;txd<<=1; 	  delay_us(2);   //对TEA5767这三个延时都是必须的IIC_SCL=1;delay_us(2); IIC_SCL=0;	delay_us(2);}	 
}

数据传输之前IIC_SCL必须等于0，即时信号为低电平，然后准备一位数据，准备好之后，IIC_SCL=1，即时钟信号为高电平，数据就传输过去了
对于下面的代码：

IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;
txd<<=1;

无符号类型左移丢弃最高位，低位补0，无符号类型右移丢弃最低位，低位补0，txd&0x80让txd第8位数据不变，其他为变成0（txd的值不受影响），左移7位，将最高位的数据赋值给IIC_SDA，当IIC_SCL=1时，第八位数据就传输过去了，txd<<=1让第7位数据变成第8位数据，下次循环就传输原来第7位数据了。循环8次将一字节数据传输完毕。

读取数据代码实现：

//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{unsigned char i,receive=0;SDA_IN();//SDA设置为输入for(i=0;i<8;i++ ){IIC_SCL=0; delay_us(2);IIC_SCL=1;receive<<=1;if(READ_SDA)receive++;   delay_us(1); }					 if (!ack)IIC_NAck();//发送nACKelseIIC_Ack(); //发送ACK   return receive;
}

对于下面的代码：

 receive<<=1;if(READ_SDA)receive++;

READ_SDA是获取SDA线上的电压，高电压说明说明传送过来的数据是1，receive++，下一次的时候， receive<<=1，receive先右移一位，然后接受数据，这样循环8次，就能保证接受的数据在原来的位置上了。

与EEPROM通信

硬件连接

在这里插入图片描述
EEPROM是一种掉电后数据不丢失的存储芯片，可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。
24C02的总容量是256个字节，接口是IIC

模式选择

硬件连接中，A2=A1=A0=0（接地），所以，我们读数据时，只需写入0xA1，表示读模式，写数据时，只需写入0xA0，表示写模式
在这里插入图片描述

写时序

下面是写入一个字节数据的过程
在这里插入图片描述

一个IIC_START信号
写入模式，写入0xA0
等待一个ACK
发送写入数据的地址(0~255）
等待一个ACK
发送一个字节
等待一个ACK
一个STOP信号
具体代码如下

//在AT24CXX指定地址写入一个数据
//WriteAddr  :写入数据的目的地址    
//DataToWrite:要写入的数据
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite)
{				   	  	    																 IIC_Start();  if(EE_TYPE>AT24C16){IIC_Send_Byte(0XA0);	    //发送写命令IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(WriteAddr>>8);//发送高地址	  }else IIC_Send_Byte(0XA0+((WriteAddr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据 	 IIC_Wait_Ack();	   IIC_Send_Byte(WriteAddr%256);   //发送低地址IIC_Wait_Ack(); 	 										  		   IIC_Send_Byte(DataToWrite);     //发送字节							   IIC_Wait_Ack();  		    	   IIC_Stop();//产生一个停止条件 delay_ms(10);	 
}

读数据

下面是读一个字节数据的过程
在这里插入图片描述

产生一个START信号
写入0xA0，表示是写模式
等待一个ACK
写入读数据的地址
等待一个ACK
产生一个START信号
写入0xA1，表示是读模式
等待一个ACK
读取数据
实现代码如下：

//在AT24CXX指定地址读出一个数据
//ReadAddr:开始读数的地址  
//返回值  :读到的数据
u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{				  u8 temp=0;		  	    																 IIC_Start();  if(EE_TYPE>AT24C16){IIC_Send_Byte(0XA0);	   //发送写命令IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(ReadAddr>>8);//发送高地址	    }else IIC_Send_Byte(0XA0+((ReadAddr/256)<<1));   //发送器件地址0XA0,写数据 	   IIC_Wait_Ack(); IIC_Send_Byte(ReadAddr%256);   //发送低地址IIC_Wait_Ack();	    IIC_Start();  	 	   IIC_Send_Byte(0XA1);           //进入接收模式			   IIC_Wait_Ack();	 temp=IIC_Read_Byte(0);		   IIC_Stop();//产生一个停止条件	    return temp;
}