前言：

本系列教程將HAL庫與STM32CubeMX結(jié)合在一起講解，使您可以更快速的學(xué)會各個模塊的使用

在之前的標(biāo)準(zhǔn)庫中，STM32的硬件IIC非常復(fù)雜，更重要的是它并不穩(wěn)定，所以都不推薦使用。

但是在我們的HAL庫中，對硬件IIC做了全新的優(yōu)化，使得之前軟件IIC幾百行代碼，在HAL庫中，只需要寥寥幾行就可以完成 那么這篇文章將帶你去感受下它的優(yōu)異之處

這可能是目前關(guān)于STM32CubeMX的硬件iic 講的最全面和詳細(xì)的一篇文章之一了

所用工具：

1、芯片： STM32F103ZET6

2、STM32CubeMx軟件

3、IDE： MDK-Keil軟件

4、STM32F1xx/STM32F4xxHAL庫

5、IIC： 使用硬件IIC1

知識概括：

通過本篇博客您將學(xué)到：

IIC的基本原理

STM32CubeMX創(chuàng)建IIC例程

HAL庫IIC函數(shù)庫

AT24C02 芯片原理

《IIC原理超詳細(xì)講解—值得一看》。
如果對IIC還不是太了解的朋友請移步到這篇文章中

IIC起始信號和終止信號：

• 起始信號：SCL保持高電平，SDA由高電平變?yōu)榈碗娖胶螅訒r(>4.7us)，SCL變?yōu)榈碗娖健?/p>

• 停止信號：SCL保持高電平。SDA由低電平變?yōu)楦唠娖健?/p>

【STM32】HAL庫 STM32CubeMX教程四—UART串口通信詳解

5 時鐘源設(shè)置

我的是 外部晶振為8MHz

• 1選擇外部時鐘HSE 8MHz

• 2PLL鎖相環(huán)倍頻9倍

• 3系統(tǒng)時鐘來源選擇為PLL

• 4設(shè)置APB1分頻器為 /2

• 5 使能CSS監(jiān)視時鐘

32的時鐘樹框圖 如果不懂的話請看《【STM32】系統(tǒng)時鐘RCC詳解(超詳細(xì)，超全面)》

6 項(xiàng)目文件設(shè)置

• 1 設(shè)置項(xiàng)目名稱

• 2 設(shè)置存儲路徑

• 3 選擇所用IDE

7創(chuàng)建工程文件

然后點(diǎn)擊GENERATE CODE 創(chuàng)建工程

配置下載工具
新建的工程所有配置都是默認(rèn)的 我們需要自行選擇下載模式，勾選上下載后復(fù)位運(yùn)行

IIC HAL庫代碼部分

在i2c.c文件中可以看到IIC初始化函數(shù)。在stm32f1xx_hal_i2c.h頭文件中可以看到I2C的操作函數(shù)。分別對應(yīng)輪詢，中斷和DMA三種控制方式

上面的函數(shù)看起來多，但是只是發(fā)送和接收的方式改變了，函數(shù)的參數(shù)和本質(zhì)功能并沒有改變
比方說IIC發(fā)送函數(shù) 還是發(fā)送函數(shù)，只不過有普通發(fā)送，DMA傳輸，中斷 的幾種發(fā)送模式

這里我們僅介紹下普通發(fā)送，其他的只是改下函數(shù)名即可

IIC寫函數(shù)

HAL_I2C_Master_Transmit(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

功能：IIC寫數(shù)據(jù)
參數(shù)：

• *hi2c 設(shè)置使用的是那個IIC 例：&hi2c2

• DevAddress 寫入的地址 設(shè)置寫入數(shù)據(jù)的地址 例 0xA0

• *pData 需要寫入的數(shù)據(jù)

• Size 要發(fā)送的字節(jié)數(shù)

• 
  

• Timeout 最大傳輸時間，超過傳輸時間將自動退出傳輸函數(shù)

IIC讀函數(shù)

HAL_I2C_Master_Receive(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

功能：IIC讀一個字節(jié)
參數(shù)：

• *hi2c： 設(shè)置使用的是那個IIC 例：&hi2c2

• DevAddress： 寫入的地址 設(shè)置寫入數(shù)據(jù)的地址 例 0xA0

• *pDat：a 存儲讀取到的數(shù)據(jù)

• Size： 發(fā)送的字節(jié)數(shù)

• Timeout： 最大讀取時間，超過時間將自動退出讀取函數(shù)

舉例：

HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,0xA1,(uint8_t*)TxData,2,1000) ；;

發(fā)送兩個字節(jié)數(shù)據(jù)

IIC寫數(shù)據(jù)函數(shù)

HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

/* 第1個參數(shù)為I2C操作句柄

   第2個參數(shù)為從機(jī)設(shè)備地址

   第3個參數(shù)為從機(jī)寄存器地址

   第4個參數(shù)為從機(jī)寄存器地址長度

   第5個參數(shù)為發(fā)送的數(shù)據(jù)的起始地址

   第6個參數(shù)為傳輸數(shù)據(jù)的大小

   第7個參數(shù)為操作超時時間 　　*/

功能： IIC寫多個數(shù)據(jù) 該函數(shù)適用于IIC外設(shè)里面還有子地址寄存器的設(shè)備，比方說E2PROM,除了設(shè)備地址，每個存儲字節(jié)都有其對應(yīng)的地址

參數(shù)：

• *hi2c： I2C設(shè)備號指針，設(shè)置使用的是那個IIC 例：&hi2c2

• DevAddress： 從設(shè)備地址 從設(shè)備的IIC地址 例E2PROM的設(shè)備地址 0xA0

• MemAddress： 從機(jī)寄存器地址 ，每寫入一個字節(jié)數(shù)據(jù)，地址就會自動+1

• MemAddSize： 從機(jī)寄存器地址字節(jié)長度 8位或16位

• 
  

• 寫入數(shù)據(jù)的字節(jié)類型 8位還是16位

• 
  

• I2C_MEMADD_SIZE_8BIT

• 
  

• I2C_MEMADD_SIZE_16BIT

• 在stm32f1xx_hal_i2c.h中有定義
  

• *pData： 需要寫入的的數(shù)據(jù)的起始地址

• Size： 傳輸數(shù)據(jù)的大小 多少個字節(jié)

• Timeout： 最大讀取時間，超過時間將自動退出函數(shù)

使用HAL_I2C_Mem_Write等于先使用HAL_I2C_Master_Transmit傳輸?shù)谝粋€寄存器地址，再用HAL_I2C_Master_Transmit傳輸寫入第一個寄存器的數(shù)據(jù)。可以傳輸多個數(shù)據(jù)

void Single_WriteI2C(uint8_t REG_Address,uint8_t REG_data)

{

    uint8_t TxData[2] = {REG_Address,REG_data};

    while(HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1,I2C1_WRITE_ADDRESS,(uint8_t*)TxData,2,1000) != HAL_OK)

    {

        if (HAL_I2C_GetError(&hi2c1) != HAL_I2C_ERROR_AF)

                {

                  Error_Handler();

                }

    }

}

在傳輸過程，寄存器地址和源數(shù)據(jù)地址是會自加的。

至于讀函數(shù)也是如此，因此用HAL_I2C_Mem_Write和HAL_I2C_Mem_Read，來寫讀指定設(shè)備的指定寄存器數(shù)據(jù)是十分方便的，讓設(shè)計(jì)過程省了好多步驟。

舉例：

8位：

HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, ADDR, i, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&(I2C_Buffer_Write[i]),8, 1000);

HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, ADDR, i, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&(I2C_Buffer_Write[i]),8, 1000);

16位：

HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c2, ADDR, i, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT,&(I2C_Buffer_Write[i]),8, 1000);

HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c2, ADDR, i, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT,&(I2C_Buffer_Write[i]),8, 1000);

如果只往某個外設(shè)中寫數(shù)據(jù)，則用Master_Transmit。　如果是外設(shè)里面還有子地址，例如我們的E2PROM，有設(shè)備地址，還有每個數(shù)據(jù)的寄存器存儲地址。則用Mem_Write。

Mem_Write是2個地址，Master_Transmit只有從機(jī)地址

硬件IIC讀取AT24C02

在mian.c文件前面聲明，AT24C02 寫地址和讀地址 ，定義寫數(shù)據(jù)數(shù)組，和讀數(shù)據(jù)數(shù)組

/* USER CODE BEGIN PV */

#include

#define ADDR_24LCxx_Write 0xA0

#define ADDR_24LCxx_Read 0xA1

#define BufferSize 256

uint8_t WriteBuffer[BufferSize],ReadBuffer[BufferSize];

uint16_t i;

/* USER CODE END PV */

重新定義printf函數(shù)

在 stm32f4xx_hal.c中包含#include

#include "stm32f4xx_hal.h"

#include

extern UART_HandleTypeDef huart1;   //聲明串口

在 stm32f4xx_hal.c 中重寫fget和fput函數(shù)

/**

  * 函數(shù)功能: 重定向c庫函數(shù)printf到DEBUG_USARTx

  * 輸入?yún)?shù): 無

  * 返 回 值: 無

  * 說    明：無

  */

int fputc(int ch, FILE *f)

{

  HAL_UART_Transmit(&huart1, (uint8_t *)&ch, 1, 0xffff);

  return ch;

}

/**

  * 函數(shù)功能: 重定向c庫函數(shù)getchar,scanf到DEBUG_USARTx

  * 輸入?yún)?shù): 無

  * 返 回 值: 無

  * 說    明：無

  */

int fgetc(FILE *f)

{

  uint8_t ch = 0;

  HAL_UART_Receive(&huart1, &ch, 1, 0xffff);

  return ch;

}

在main.c中添加

  /* USER CODE BEGIN 2 */

for(i=0; i<256; i++)

    WriteBuffer[i]=i;    /* WriteBuffer init */

printf("rn***************I2C Example Z小旋測試*******************************rn");

for (int j=0; j<32; j++)

        {

                if(HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Write, 8*j, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,WriteBuffer+8*j,8, 1000) == HAL_OK)

                {

                                printf("rn EEPROM 24C02 Write Test OK rn");

                        HAL_Delay(20);

                }

                else

                {

                         HAL_Delay(20);

                                printf("rn EEPROM 24C02 Write Test False rn");

                }

}

/*

// wrinte date to EEPROM   如果要一次寫一個字節(jié)，寫256次，用這里的代碼

for(i=0;i {

    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Write, i, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&WriteBuffer[i],1，0xff);//使用I2C塊讀，出錯。因此采用此種方式，逐個單字節(jié)寫入

  HAL_Delay(5);//此處延時必加，與AT24C02寫時序有關(guān)

}

printf("rn EEPROM 24C02 Write Test OK rn");

*/

HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Read, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,ReadBuffer,BufferSize, 0xff);

for(i=0; i<256; i++)

printf("0x%02X  ",ReadBuffer[i]);

  /* USER CODE END 2 */

注意事項(xiàng)：

AT24C02的IIC每次寫之后要延時一段時間才能繼續(xù)寫 每次寫之后要delay 5ms左右 不管硬件IIC采用何種形式（DMA，IT），都要確保兩次寫入的間隔大于5ms;

讀寫函數(shù)最后一個超時調(diào)整為1000以上 因?yàn)槲覀円淮螌?個字節(jié)，延時要久一點(diǎn)

AT24C02頁寫入只支持8個byte，所以需要分32次寫入。這不是HAL庫的bug，而是AT24C02的限制，其他的EEPROM可以支持更多byte的寫入。

當(dāng)然，你也可以每次寫一個字節(jié)，分成256次寫入，也是可以的 那就用注釋了的代碼即可

/*

// wrinte date to EEPROM   如果要一次寫一個字節(jié)，寫256次，用這里的代碼

for(i=0;i {

    HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Write, i, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT,&WriteBuffer[i],1，0xff);//使用I2C塊讀，出錯。因此采用此種方式，逐個單字節(jié)寫入

  HAL_Delay(5);//此處延時必加，與AT24C02寫時序有關(guān)

}

printf("rn EEPROM 24C02 Write Test OK rn");