STM32 IIC读写AT24C02（一）

要用IIC读写AT24C02，首先要了解IIC是什么。

I²C（Inter-Integrated Circuit）字面上的意思是集成电路之间，它其实是I²C Bus简称，所以中文应该叫集成电路总线，它是一种串行通信总线，使用多主从架构，由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备而发展。I²C的正确读法为“I平方C”（"I-squared-C"），而“I二C”（"I-two-C"）则是另一种错误但被广泛使用的读法。自2006年10月1日起，使用I²C协议已经不需要支付专利费，但制造商仍然需要付费以获取I²C从属设备地址。

I2C串行总线一般有两根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。

为了避免总线信号的混乱，要求各设备连接到总线的输出端时必须是漏极开路（OD）输出或集电极开路（OC）输出。设备上的串行数据线SDA接口电路应该是双向的，输出电路用于向总线上发送数据，输入电路用于接收总线上的数据。

通过以上介绍，现在开始编写IIC的GPIO口初始化，SCL、SDA分别对应PB8、PB9引脚。IIC的速度最快400Khz，并且可以兼容0~100KHz的IIC总线系统，所以引脚输出速度只要配置为2M，这个速度还是远远超过IIC的速度，这里就要在引脚电平变换时加入稍微的延时让速度符合IIC协议的要求。

void IIC_Init()
{
  RCC- >AHB1ENR    =    1< < 1;           //开端口B时钟

  GPIOB- >MODER    &=~    (0x03< < 16);    
  GPIOB- >MODER    &=~    (0x03< < 18);    
  GPIOB- >MODER    |=    (0x01< < 16);    //通用输出模式
  GPIOB- >MODER    |=    (0x01< < 18);    //通用输出模式
  GPIOB- >OTYPER   &=~    (1< < 8);       //开漏输出
  GPIOB- >OTYPER   &=~    (1< < 9);       //开漏输出
  GPIOB- >OSPEEDR  &=~    (0x03< < 16);   //输出速度2Mhz
  GPIOB- >OSPEEDR  &=~    (0x03< < 18);   //输出速度2Mhz
  GPIOB- >PUPDR    &=~    (0x03< < 16);   //无上下拉
  GPIOB- >PUPDR    &=~    (0x03< < 18);   //无上下拉
  GPIOB- >ODR      |=    (0x01< < 8);     //初始输出为1
  GPIOB- >ODR      |=    (0x01< < 9);     //初始输出为1
}

初始化完GPIO，接着根据IIC协议编写代码。

从时序图可以看出起始和停止信号时SCL都要拉高，起始时，SDA由高拉低，停止时SDA由低拉高。收发数据时，SCL处于低电平期间允许改变数据，高电平期间数据有效。所以在每个操作结束后可以把SCL拉低，防止误操作。为了兼容AT24C02的写周期5ms，在停止时，需要再延时5ms。

收发多个数据时，要多一个应答位，应答时继续收发数据，非应答时不再收发。SDA高电平时为非应答，低电平时为应答信号。

void IIC_Start()
{
  IIC_SCL_H();
  IIC_SDA_H();
  IIC_Delayus(5);
  IIC_SDA_L();
  IIC_Delayus(5);
  IIC_SCL_L();        
  IIC_Delayus(5);
}


void IIC_Stop()
{
  IIC_SCL_H();
  IIC_SDA_L();
  IIC_Delayus(5);
  IIC_SDA_H();      
  IIC_Delayms(5);      //兼容AT24C02的写周期
}


void IIC_SendByte(u8 dat)
{
  u8 i = 0;

  for(i = 0;i< 8;i++)
  {
    IIC_SCL_L();
    IIC_Delayus(5);
    if(dat & 0x80)
      IIC_SDA_H();  
    else
      IIC_SDA_L();
    IIC_Delayus(5);
    dat < <= 1;
    IIC_SCL_H();
    IIC_Delayus(5);
  }
  IIC_SCL_L();        
  IIC_Delayus(5);  
}


u8 IIC_ReadByte()
{
  u8 i = 0,temp = 0;

  IIC_SCL_L();        //拉低scl，准备发数据
  IIC_SDA_H();        //主机输出高，切断输出通道，使引脚配置变为输入
  IIC_Delay_us(5);

  for(i = 0;i< 8;i++)
  {
    temp < <= 1;          //空出最后一位，准备接收
    IIC_SCL_L();
    IIC_Delayus(5);
    IIC_SCL_H();
    IIC_Delayus(5);
    if(GPIOB- >IDR & (1< < 9))
      temp |= 1;

    IIC_Delayus(5);
  }
  IIC_SCL_L();        
  IIC_Delayus(5);  

  return temp;
}


u8 IIC_CheckAck()
{
  u8 ack = 0;

  IIC_SCL_L();        //这两行可以忽略，因为发送完后，总是拉低SCL
  IIC_SDA_H();        //主机释放SDA总线,同时切断引脚输出回路
  IIC_Delayus(5);
  IIC_SCL_H();
  IIC_Delayus(5);
  if(GPIOB- >IDR & (1< < 9))
    ack = 1;
  else 
    ack = 0;
  IIC_Delayus(5);  
  IIC_SCL_L();        
  IIC_Delayus(5);  

  return ack;
}


void IIC_AcktoSlave()
{
  IIC_SCL_L();        //拉低电平，让数据改变
  IIC_Delayus(5);
  IIC_SDA_L();
  IIC_Delayus(5);

  IIC_SCL_H();        
  IIC_Delayus(5);  

  IIC_SCL_L();      
  IIC_Delayus(5);
}


void IIC_NoAcktoSlave()
{
  IIC_SCL_L();        
  IIC_Delayus(5);
  IIC_SDA_H();
  IIC_Delayus(5);

  IIC_SCL_H();        
  IIC_Delayus(5);  

  IIC_SCL_L();      
  IIC_Delayus(5);
}

这样IIIC读写AT24C02的协议层就编写完成了。