【GD32F303红枫派开发板使用手册】第二十一讲 I2C-EEPROM读写实验-德赢Vwin官网网

21.1实验内容

通过本实验主要学习以下内容：

AT24C16 EEPROM的工作原理；
IIC模块原理以及IIC驱动原理。

21.2实验原理

21.2.1AT24C16 EEPROM的工作原理

下图为AT24CXX系列EEPROM相关参数，由该图可知，AT24C16的存储容量为16Kbit，共2048字节，共128页，每页为16字节。

由下图可知，AT24C16由8块组成，每块256字节。

I2C开始信号后，第一个字节为器件地址，由1010+3位块地址+1位读写标志组成，3位块地址刚好可以表示8个块，所以一次写完256字节，换到下一下块的时候，要重新更改器件地址。

AT24C16支持页写入模式，一次最多可支持写入16字节。主机每发送一个字节，24c16收到确认，内部地址递增(仅限低4bit，所以1次可写16字节)。

21.2.2IIC接口原理

GD32F30X系列MCU的I2C接口模块实现了I2C协议的标速模式，快速模式以及快速+模式，具备CRC计算和校验功能、支持SMBus（系统管理总线）和PMBus（电源管理总线），此外还支持多主机I2C总线架构，其主要特性如下：

◼并行总线至I2C总线协议的转换及接口；
◼同一接口既可实现主机功能又可实现从机功能；
◼主从机之间的双向数据传输；
◼支持7位和10位的地址模式和广播寻址；
◼支持I2C多主机模式；
◼支持标速（最高100 KHz），快速（最高400 KHz）和快速+模式（最高1MHz）；
◼从机模式下可配置的SCL主动拉低；
◼支持DMA模式；
◼兼容SMBus 2.0和PMBus；
◼两个中断：字节成功发送中断和错误事件中断；
◼可选择的PEC（报文错误校验）生成和校验。

IIC模块结构框图如下所示。

21.3硬件设计

EEPROM硬件电路图如下所示，IIC引脚使用PB10和PB11引脚，SDA和SCL总线通过4.7K电阻上拉，且对地接30pf电容以及100欧姆串阻滤波。

21.4代码解析

21.4.1EEPROM初始化配置函数

EEPROM初始化配置函数如下，主要实现对IIC总线引脚配置以及IIC模块配置。

C
void bsp_eeprom_init_AT24C16(void)
{
driver_i2c_init(&EEPROM_I2C);
}
void driver_i2c_init(typdef_i2c_struct *i2cx)
{
rcu_periph_clock_enable(i2cx->rcu_i2c_x);

i2c_deinit(i2cx->i2c_x);

driver_gpio_general_init(i2cx->i2c_scl_gpio);
driver_gpio_general_init(i2cx->i2c_sda_gpio);

/* I2C clock configure */
i2c_clock_config(i2cx->i2c_x, i2cx->frequency, I2C_DTCY_2);
/* I2C address configure */
i2c_mode_addr_config(i2cx->i2c_x, I2C_I2CMODE_ENABLE, I2C_ADDFORMAT_7BITS, i2cx->slave_addr);
/* enable I2C0 */
i2c_enable(i2cx->i2c_x);
/* enable acknowledge */
i2c_ack_config(i2cx->i2c_x, I2C_ACK_ENABLE);
}

21.4.2EEPROM buf写入接口函数

EEPROM buf写入接口函数实现如下，通过该函数可实现对AT24C16任意地址的多字节写入。内部已根据地址和写入长度自动识别从机地址以及对应的块，然后写入正确的地址空间。

C
EEPROM_STATE eeprom_buffer_write_AT24C16(uint8_t* p_buffer, uint16_t write_address, uint16_t number_of_byte)
{
uint8_t number_of_page = 0, number_of_single = 0, address = 0, count = 0;
uint8_t deviceId;
address = write_address % I2C_PAGE_SIZE;
count = I2C_PAGE_SIZE - address;
number_of_page = number_of_byte / I2C_PAGE_SIZE;
number_of_single = number_of_byte % I2C_PAGE_SIZE;

if(write_address+write_address>EEPROM_SIZE)
{
return EEPROM_ERROR;
}
/* if write_address is I2C_PAGE_SIZE aligned */
if(0 == address){
while(number_of_page--){

deviceId=(write_address>>8)>0 ? (EEPROM_ADDR | (uint8_t)((write_address>>7)&0x0E)):EEPROM_ADDR ;
if(driver_i2c_mem_poll_write(&EEPROM_I2C,deviceId,write_address,MEM_ADDRESS_8BIT,p_buffer,I2C_PAGE_SIZE) == DRV_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
if(eeprom_wait_standby_state(&EEPROM_I2C) == EEPROM_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
write_address += I2C_PAGE_SIZE;
p_buffer += I2C_PAGE_SIZE;
}
if(0 != number_of_single){
deviceId=(write_address>>8)>0 ? (EEPROM_ADDR | (uint8_t)((write_address>>7)&0x0E)):EEPROM_ADDR ;
if(driver_i2c_mem_poll_write(&EEPROM_I2C,deviceId,write_address,MEM_ADDRESS_8BIT,p_buffer, number_of_single)==DRV_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
if(eeprom_wait_standby_state(&EEPROM_I2C) == EEPROM_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
}
return EEPROM_SUCCESS;
}else{
/* if write_address is not I2C_PAGE_SIZE aligned */
if(number_of_byte < count){
deviceId=(write_address>>8)>0 ? (EEPROM_ADDR | (uint8_t)((write_address>>7)&0x0E)):EEPROM_ADDR ;
if(driver_i2c_mem_poll_write(&EEPROM_I2C,deviceId,write_address,MEM_ADDRESS_8BIT,p_buffer, number_of_byte)==DRV_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
if(eeprom_wait_standby_state(&EEPROM_I2C)==EEPROM_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}

}else{
number_of_byte -= count;
number_of_page = number_of_byte / I2C_PAGE_SIZE;
number_of_single = number_of_byte % I2C_PAGE_SIZE;

if(0 != count){
deviceId=(write_address>>8)>0 ? (EEPROM_ADDR | (uint8_t)((write_address>>7)&0x0E)):EEPROM_ADDR ;
if(driver_i2c_mem_poll_write(&EEPROM_I2C,deviceId,write_address,MEM_ADDRESS_8BIT,p_buffer, count)==DRV_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
if(eeprom_wait_standby_state(&EEPROM_I2C)==EEPROM_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
write_address += count;
p_buffer += count;
}
/* write page */
while(number_of_page--){
deviceId=(write_address>>8)>0 ? (EEPROM_ADDR | (uint8_t)((write_address>>7)&0x0E)):EEPROM_ADDR ;
if(driver_i2c_mem_poll_write(&EEPROM_I2C,deviceId,write_address,MEM_ADDRESS_8BIT,p_buffer, I2C_PAGE_SIZE)==DRV_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
if(eeprom_wait_standby_state(&EEPROM_I2C)==EEPROM_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
write_address += I2C_PAGE_SIZE;
p_buffer += I2C_PAGE_SIZE;
}
/* write single */
if(0 != number_of_single){
deviceId=(write_address>>8)>0 ? (EEPROM_ADDR | (uint8_t)((write_address>>7)&0x0E)):EEPROM_ADDR ;
if(driver_i2c_mem_poll_write(&EEPROM_I2C,deviceId,write_address,MEM_ADDRESS_8BIT,p_buffer, number_of_single)==DRV_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
if(eeprom_wait_standby_state(&EEPROM_I2C)==EEPROM_ERROR)
{
return EEPROM_ERROR;
}
}
}
return EEPROM_SUCCESS;
}
}

21.4.3EEPROM buf读取接口函数

EEPROM buf读取接口函数实现如下，通过该函数可实现对EEPROM任意地址的多字节数据读取，内部也对读取的地址进行自动识别从机地址。

C
EEPROM_STATE eeprom_buffer_read_AT24C16(uint8_t* p_buffer, uint16_t read_address, uint16_t number_of_byte)
{
uint8_t rNum=0; //读取的数据长度
uint16_t lenLeft=number_of_byte;//剩余的数据长度
uint8_t deviceId;//读取的器件地址
if(read_address+number_of_byte>EEPROM_SIZE)//如果读取的长度加上读取地址超过了EEPROM的空间大小，则报错误
{
return EEPROM_ERROR;
}
/*calculate the current read position to know how many word can read continully*/
rNum=16-read_address & 0x0F;
if(rNum == 0) rNum=16;
rNum = lenLeft>=rNum ? rNum : lenLeft;//剩余未读字节数如果大于rNum, 则读rNum个，如果小于rNum，则一次读完了
/*read the data from e2prom*/
while(lenLeft)
{
//这里计算页地址，当地址小于256时，右移8位会小于0，所以器件地址为基地址A1
//如果读取的地址大于256时，右移8位则不会小于0，所以器件地址为基地址A1 | 3位页地址
deviceId=(read_address>>8)>0 ? (EEPROM_ADDR | (uint8_t)((read_address>>7)&0x0E)):EEPROM_ADDR ;

if(driver_i2c_mem_poll_read(&EEPROM_I2C,deviceId,read_address,MEM_ADDRESS_8BIT,p_buffer,rNum)==DRV_ERROR)
{
// printf("i2c read error\r\n");
return EEPROM_ERROR;
}
read_address+=rNum;//已经读了rNum个了，所以地址后移rNum个
lenLeft-=rNum;//剩余未读数据减少rNum个
p_buffer+=rNum;
rNum=lenLeft>16? 16 : lenLeft;//如果剩余大于16个，则下次再读16个，如果小于，则一次读完
}
return EEPROM_SUCCESS;
}

21.4.4EEPROM读写实验主函数

EEPROM读写实验主函数如下所示。通过该实验实现对AT24C16任意地址256字节的写入、读取以及校验测试。

C
int main(void)
{
uint16_t i;
uint8_t i2c_buffer_write[BUFFER_SIZE];
uint8_t i2c_buffer_read[BUFFER_SIZE];

bsp_eeprom_init_AT24C16();
/* initialize i2c_buffer_write */
for(i = 0;i < BUFFER_SIZE;i++){
i2c_buffer_write[i]=i;
// printf("0x%02X ",i2c_buffer_write[i]);
// if(15 == i%16){
// printf("\r\n");
// }
}

if(eeprom_buffer_write_AT24C16(i2c_buffer_write,0x0153,BUFFER_SIZE)==EEPROM_SUCCESS)
{
__nop();
}
if(eeprom_buffer_read_AT24C16(i2c_buffer_read,0x0153,BUFFER_SIZE)==EEPROM_SUCCESS)
{
__nop();
}
/* compare the read buffer and write buffer */
for(i = 0;i < BUFFER_SIZE;i++){
if(i2c_buffer_read[i] != i2c_buffer_write[i]){
__nop();
// printf("0x%02X ", i2c_buffer_read[i]);
// printf("Err:data read and write aren't matching.\n\r");
// return I2C_FAIL;
}
//printf("0x%02X ", i2c_buffer_read[i]);
// if(15 == i%16){
// printf("\r\n");
// }
}
__nop();
// printf("I2C-AT24C02 test passed!\n\r");
while (1)
{
}
}

21.5实验结果

将本实验历程烧录到红枫派开发板中，运行后，可通过串口打印测试结果，可实现对于AT24C16任意地址写入、读取以及校验。

本教程由GD32 MCU方案商聚沃科技原创发布，了解更多GD32 MCU教程，关注聚沃科技官网

声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。举报投诉

单片机

单片机

+关注

关注
6034

文章
44554

浏览量
634554
嵌入式

嵌入式

+关注

关注
5082

文章
19104

浏览量
304759
EEPROM

EEPROM

+关注

关注
9

文章
1019

浏览量
81557
I2C

I2C

+关注

关注
28

文章
1484

浏览量
123612
开发板

开发板

+关注

关注
25

文章
5032

浏览量
97370

明德扬视频分享点拨FPGA课程--第二十一章矩阵键盘工程

第二十一章矩阵键盘工程1. 矩阵扫描模块2. 数码显示模块3. for循环的使用4. 统计模块5. generate的使用6. 进制转换模块7. 顶层模块http://yunpan.cn/cjZTiDA9pY56x访问密码 c3

发表于 11-09 08:47

【GD32F303】星空派介绍

一、开发板介绍星空派（GD）开发板是由旗点科技推出的一款GD32开发板，板载

发表于 09-11 17:55

【星空派GD32F303开发板试用体验】开箱+环境搭建

开发板。感谢旗点科技创始人连志安提供资料及视频。SF速运包含开发板及电源适配器(5v2A).我准备采用适配器供电，需将电源切换开关置于右侧(VDD5V 侧)看下资源，使用此星空派

发表于 10-18 14:15

【星空派GD32F303开发板试用体验】开箱+环境搭建

派GD32F303开发板。感谢旗点科技创始人连志安提供资料及视频。顺风速运包含开发板及电源适配器(5v2A).我准备采用适配器供电，需将

发表于 11-02 15:36

【星空派GD32F303开发板试用体验】+板卡概览

完整地进行外设开发，包括：JTAG、RTC、I2C、UART、SPI、SDIO、EXMC、DAC、ADC、USB、TFT-LCD等。GD32F303系列片上集成了丰富的创新外设资源，包括：Cortex

发表于 11-06 21:05

【星空派GD32F303开发板试用体验】文件读写与数码相框的实现（兼结题报告）

本帖最后由 jinglixixi 于 2021-11-27 01:23 编辑星空派开发板是旗点科技推出的一款以GD32F303ZET6为核心的开发板，该

发表于 11-26 12:05

迅为iMX6ULL开发板使用手册资料下载

按键例程第十三章 GPT定时器延时例程第十四章串口通信例程第十五章串口格式化函数例程第十六章 LCD屏幕显示例程第十七章 SRTC实时时钟例程第十八章 I2C操作第十九章电容触摸实验第二十章屏幕背光调节例程

发表于 12-02 14:13

星空派GD32F303开发板的相关资料下载

、eeprom等，支持3.2寸的TFT - LCD屏幕。所有IO口均引出，可完整地进行外设开发，包括：JTAG、RTC、I2C、UART、SPI、SDIO、EXMC、DAC、ADC、USB、TFT-LCD等。二、

发表于 12-10 08:27

第二十一讲组合逻辑电路中的竞争冒险

第二十一讲 组合逻辑电路中的竞争冒险 6.7.1 竞争冒险现象及其产生的原因一、竞争、冒险1．理想情况2．实际情况3．竞

发表于 03-30 16:25 •3072次阅读

<b class='flag-5'>第二十一讲</b> 组合逻辑电路中的竞争冒险

STM32F4 I2C-EEPROM实验例程

STM32F4 I2C-EEPROM实验例程(嵌入式开发专业课程)-STM32F4 I2C-EEPROM

发表于 07-30 16:02 •19次下载

GD32F303固件库开发

/qq_24312945/article/details/124325797] GD32F303固件库开发（2）----读保护与写保护芯片读保护以后，flash将不可以从外部读取，这样可以防止别人读取或者盗取芯片代码，如果想再

发表于 07-27 09:27 •1161次阅读

【GD32F303红枫派开发板使用手册】第二讲 GPIO-流水灯实验

GD32F303系列MCU最多可支持 112 个通用I/O 引脚(GPIO)，分别为 PA0 ~ PA15， PB0 ~ PB15， PC0 ~ PC15，PD0 ~ PD15， PE0

发表于 05-29 10:02 •1625次阅读

【GD32F303红枫派开发板使用手册】第二十讲 SPI-SPI NAND FLASH读写实验

通过本实验主要学习以下内容： •SPI通信协议，参考19.2.1东方红开发板使用手册 •GD32F303 SPI操作方式，参考19.2.2东方红开

发表于 06-20 09:50 •880次阅读

【GD32F303红枫派开发板使用手册】第二十三讲 SDIO-SD卡读写实验

通过本实验主要学习以下内容： •SDIO操作原理 •SD卡读写实现

发表于 06-23 10:49 •619次阅读

【GD32F303红枫派开发板使用手册】第二十七讲 USB-虚拟键盘实验

，传输速度也很快，这些特性使支持USB接口的电子设备更易用、更大众化。GD32F303系列MCU集成了USB2.0全速设备USBD模块，可以满足作为USB设备与主机

发表于 06-27 09:42 •818次阅读