以EEPROM为例的硬件IIC的使用

以之前调MPU6050的经验，调个EEPROM不是手到擒来？燃鹅事情并没有那么简单。

根据手上这片EEPROM的型号，24LC515，自行搜索了手册，发现其读写时序和之前调的MPU6050使用的并无很大区别，只是对于MPU6050来说，读写的内容是8位寄存器地址中的值，而对于手里的这片EEPROM来说，读写的内容体现在代码上是16位存储内存地址中的值（第15位最高位是无效位，实际使用15位）。24XX515，结合A0A1A2三根线上的信号，8片组合起来能存储512K数据。一片EEPROM内有两块，每个块内寻址需要15位二进制数据。

手册参考网页：24LC515 datasheet(1/22 Pages) MICROCHIP | 512K I2C CMOS Serial EEPROM (alldatasheetcn.com)

进行了如下改写↓

//从从机的某寄存器，读取一个字节的数据
void IIC_16b_read_Byte(uint8_t addr, uint16_t mem, uint8_t *des)
{
//主机通知从机要读取它的哪块内存
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_BUSY));                            //IIC主机判忙
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Transmitter);               //发送器件地址+最低位0表示为“写”

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //判断BUSY, MSL, ADDR, TXE and TRA flags
    I2C_SendData((uint8_t)(mem>>8));                                    //发送内存地址的高8位

    while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_TXE));                            //获取TxE的状态    数据寄存器为空标志位,可以向其中写数据
    I2C_SendData((uint8_t)mem);                                         //发送内存地址的低8位
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));          //判断TRA, BUSY, MSL, TXE and BTF flags

//直接产生一个重起始信号即可开始读的过程
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //重起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Receiver);                  //发送地址+最低位1表示为“读”
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));    //判断BUSY, MSL and ADDR flags

    I2C_GenerateSTOP(DISABLE);                                          //关闭停止信号使能

    I2C_AcknowledgeConfig(DISABLE);                                     //关闭ACK使能，接收一个字节数据后，主机就回NACK表示不再接收数据

    while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_RXNE));                           //获取RxEN的状态，等待收到数据
    *des = I2C_ReceiveData();                                           //获得从机的寄存器中的数据
    I2C_GenerateSTOP(ENABLE);                                           //停止信号
    I2C_AcknowledgeConfig(ENABLE);                                      //传输完毕，再次打开ACK使能
}

//从从机的某寄存器起始，连续读取n个字节的数据
void IIC_16b_read_nBytes(uint8_t addr, uint16_t mem, uint8_t *des, uint8_t len)
{
//主机通知从机要读取它的哪块内存
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_BUSY));                            //IIC主机判忙
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Transmitter);               //发送器件地址+最低位0表示为“写”

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //判断BUSY, MSL, ADDR, TXE and TRA flags
    I2C_SendData((uint8_t)(mem>>8));                                    //发送内存地址的高8位

    while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_TXE));                            //获取TxE的状态    数据寄存器为空标志位,可以向其中写数据
    I2C_SendData((uint8_t)mem);                                         //发送内存地址的低8位
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));          //判断TRA, BUSY, MSL, TXE and BTF flags

//直接产生一个重起始信号即可开始读的过程
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //重起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Receiver);                  //发送地址+最低位1表示为“读”
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));    //判断BUSY, MSL and ADDR flags

    I2C_GenerateSTOP(DISABLE);                                          //关闭停止信号使能

    for(uint8_t i=0; i)
    {
        if(i == len-1)
        I2C_AcknowledgeConfig(DISABLE);         //清除ACK位               主设备为了能在收到最后一个字节后产生一个NACK脉冲，
                                                //必须在读取倒数第二个字节之后（倒数第二个RxNE 事件之后）清除ACK位(ACK=0)
        while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_RXNE));                       //获取RxEN的状态，等待收到数据
        *(des+i) = I2C_ReceiveData();                                   //获得从机的寄存器中的数据
    }

    I2C_GenerateSTOP(ENABLE);                                           //使能停止信号
    I2C_AcknowledgeConfig(ENABLE);                                      //传输完毕，再次打开ACK使能
}

//向从机的某内存地址写入1个字节的数据
void IIC_16b_write_Byte(uint8_t addr, uint16_t mem, uint8_t data)
{
//主机通知从机要写它的哪块内存
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_BUSY));                            //IIC主机判忙
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Transmitter);               //发送地址+最低位0表示为“写”

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //判断BUSY, MSL, ADDR, TXE and TRA flags
    I2C_SendData((uint8_t)(mem>>8));                                    //发送内存地址的高8位

    while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_TXE));                            //获取TxE的状态    数据寄存器为空标志位,可以向其中写数据
    I2C_SendData((uint8_t)mem);                                         //发送内存地址的低8位

//ACK之后直接写入数据
    while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_TXE));                            //获取TxE的状态    数据寄存器为空标志位,可以向其中写数据
    I2C_SendData(data);                                                 //发送数据
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));          //判断TRA, BUSY, MSL, TXE and BTF flags
    I2C_GenerateSTOP(ENABLE);                                           //停止信号
}

//向从机某寄内存地址起始，连续写入n个字节的数据
void IIC_16b_write_nBytes(uint8_t addr, uint16_t mem, uint8_t *src, uint8_t len)
{
//主机通知从机要写它的哪块内存
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_BUSY));                            //IIC主机判忙
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Transmitter);               //发送地址+最低位0表示为“写”

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //判断BUSY, MSL, ADDR, TXE and TRA flags
    I2C_SendData((uint8_t)(mem>>8));                                    //发送内存地址的高8位

    while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_TXE));                            //获取TxE的状态    数据寄存器为空标志位,可以向其中写数据
    I2C_SendData((uint8_t)mem);                                         //发送内存地址的低8位

//ACK之后直接写入数据
    for(uint8_t i=0; i)
    {
        while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_TXE));                        //获取TxE的状态    数据寄存器为空标志位,可以向其中写数据
        I2C_SendData(*(src+i));                                         //发送数据
    }

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));          //判断TRA, BUSY, MSL, TXE and BTF flags
    I2C_GenerateSTOP(ENABLE);                                           //停止信号
}

然后就出了BUG，连续写可以往里写，连续读数据时，故意将地址往后偏移了几个单位，读的值却和没偏移一样，往后偏移64个单位也一样，似乎只能“按扇区读写”乃至“按块读写”。连续写后单字节读也是类似的现象，地址往后稍微偏移，也只能读出最近一次写入的第一个字节的数据。逻辑分析仪抓包，与串口打印数据一致，ACK/NACK都正常。

试用8位内存地址寻址，不用16位寻址，结果居然一切正常……可是8位地址+块选择控制位，怎么也不能达到1片EEPROM的64K的存储量呀……手册中的读写时序也都是16位内存地址……

现象就是这么个现象，可能是笔者忽略了一些东西，又或者买到了假EEPROM……总之，代码直接贴出，该篇博客均是在从机设备地址为7bit的情况下编写的代码，可在CH582上用该代码交互其他IIC从机设备。

//从从机的某寄存器，读取一个字节的数据
void IIC_8b_read_Byte(uint8_t addr, uint8_t mem, uint8_t *des)
{
//主机通知从机要读取它的哪块内存
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_BUSY));                            //IIC主机判忙
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Transmitter);               //发送器件地址+最低位0表示为“写”

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //判断BUSY, MSL, ADDR, TXE and TRA flags
    I2C_SendData(mem);                                         //发送内存地址
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));          //判断TRA, BUSY, MSL, TXE and BTF flags

//直接产生一个重起始信号即可开始读的过程
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //重起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Receiver);                  //发送地址+最低位1表示为“读”
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));    //判断BUSY, MSL and ADDR flags

    I2C_GenerateSTOP(DISABLE);                                          //关闭停止信号使能

    I2C_AcknowledgeConfig(DISABLE);                                     //关闭ACK使能，接收一个字节数据后，主机就回NACK表示不再接收数据

    while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_RXNE));                           //获取RxEN的状态，等待收到数据
    *des = I2C_ReceiveData();                                           //获得从机的寄存器中的数据
    I2C_GenerateSTOP(ENABLE);                                           //停止信号
    I2C_AcknowledgeConfig(ENABLE);                                      //传输完毕，再次打开ACK使能
}

//从从机的某寄存器起始，连续读取n个字节的数据
void IIC_8b_read_nBytes(uint8_t addr, uint8_t mem, uint8_t *des, uint8_t len)
{
//主机通知从机要读取它的哪块内存
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_BUSY));                            //IIC主机判忙
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Transmitter);               //发送器件地址+最低位0表示为“写”

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //判断BUSY, MSL, ADDR, TXE and TRA flags
    I2C_SendData(mem);                                                  //发送内存地址
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));          //判断TRA, BUSY, MSL, TXE and BTF flags

//直接产生一个重起始信号即可开始读的过程
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //重起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Receiver);                  //发送地址+最低位1表示为“读”
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));    //判断BUSY, MSL and ADDR flags

    I2C_GenerateSTOP(DISABLE);                                          //关闭停止信号使能

    for(uint8_t i=0; i)
    {
        if(i == len-1)
        I2C_AcknowledgeConfig(DISABLE);         //清除ACK位               主设备为了能在收到最后一个字节后产生一个NACK脉冲，
                                                //必须在读取倒数第二个字节之后（倒数第二个RxNE 事件之后）清除ACK位(ACK=0)
        while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_RXNE));                       //获取RxEN的状态，等待收到数据
        *(des+i) = I2C_ReceiveData();                                   //获得从机的寄存器中的数据
    }

    I2C_GenerateSTOP(ENABLE);                                           //使能停止信号
    I2C_AcknowledgeConfig(ENABLE);                                      //传输完毕，再次打开ACK使能
}

//向从机的某内存地址写入1个字节的数据
void IIC_8b_write_Byte(uint8_t addr, uint8_t mem, uint8_t data)
{
//主机通知从机要写它的哪块内存
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_BUSY));                            //IIC主机判忙
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Transmitter);               //发送地址+最低位0表示为“写”

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //判断BUSY, MSL, ADDR, TXE and TRA flags
    I2C_SendData(mem);                                                  //发送内存地址

//ACK之后直接写入数据
    while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_TXE));                            //获取TxE的状态    数据寄存器为空标志位,可以向其中写数据
    I2C_SendData(data);                                                 //发送数据
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));          //判断TRA, BUSY, MSL, TXE and BTF flags
    I2C_GenerateSTOP(ENABLE);                                           //停止信号
}

//向从机某寄内存地址起始，连续写入n个字节的数据
void IIC_8b_write_nBytes(uint8_t addr, uint8_t mem, uint8_t *src, uint8_t len)
{
//主机通知从机要写它的哪块内存
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_BUSY));                            //IIC主机判忙
    I2C_GenerateSTART(ENABLE);                                          //起始信号
    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));               //判断BUSY, MSL and SB flags
    I2C_Send7bitAddress(addr, I2C_Direction_Transmitter);               //发送地址+最低位0表示为“写”

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED)); //判断BUSY, MSL, ADDR, TXE and TRA flags
    I2C_SendData(mem);                                                  //发送内存地址

//ACK之后直接写入数据
    for(uint8_t i=0; i)
    {
        while(!I2C_GetFlagStatus(I2C_FLAG_TXE));                        //获取TxE的状态    数据寄存器为空标志位,可以向其中写数据
        I2C_SendData(*(src+i));                                         //发送数据
    }

    while(!I2C_CheckEvent(I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));          //判断TRA, BUSY, MSL, TXE and BTF flags
    I2C_GenerateSTOP(ENABLE);                                           //停止信号
}