用STM32F1 GPIO模拟I2C例程为什么串口一直显示"写EEPROM"出错？附Keil5工程

踮起脚摘苹果

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  ******************************************************************************
  * @file    bsp_i2c_ee.c
  * @version V1.0
  * @date    2013-xx-xx
  * @brief   用gpio模拟i2c总线, 适用于STM32系列CPU。该模块不包括应用层命令帧，仅包括I2C总线基本操作函数。
  ******************************************************************************

  */

/*
        应用说明：
        在访问I2C设备前，请先调用 i2c_CheckDevice() 检测I2C设备是否正常，该函数会配置GPIO

*/
#include "bsp_i2c_gpio.h"
#include "stm32f10x.h"

#include "delay.h"

static void i2c_CfgGpio(void);


/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_Delay
*        功能说明: I2C总线位延迟，最快400KHz
*        形    参：无
*        返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_Delay(void)
{
        uint8_t i;

        /*　
                 下面的时间是通过逻辑分析仪测试得到的。
    工作条件：CPU主频72MHz ，MDK编译环境，1级优化
  
                循环次数为10时，SCL频率 = 205KHz
                循环次数为7时，SCL频率 = 347KHz， SCL高电平时间1.5us，SCL低电平时间2.87us
                 循环次数为5时，SCL频率 = 421KHz， SCL高电平时间1.25us，SCL低电平时间2.375us
        */
        for (i = 0; i < 100; i++);//原值i<10
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_Start
*        功能说明: CPU发起I2C总线启动信号
*        形    参：无
*        返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Start(void)
{
        /* 当SCL高电平时，SDA出现一个下跳沿表示I2C总线启动信号 */
        EEPROM_I2C_SDA_1();
///        delay_ms(30);
        
        EEPROM_I2C_SCL_1();
        i2c_Delay();
        
        ///delay_ms(30);
        EEPROM_I2C_SDA_0();
        i2c_Delay();
        ///delay_ms(30);
        EEPROM_I2C_SCL_0();
        
        
        i2c_Delay();
        
        ///delay_ms(30);
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_Start
*        功能说明: CPU发起I2C总线停止信号
*        形    参：无
*        返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Stop(void)
{
        /* 当SCL高电平时，SDA出现一个上跳沿表示I2C总线停止信号 */
        EEPROM_I2C_SDA_0();
///        delay_ms(30);
        EEPROM_I2C_SCL_1();
        ///delay_ms(30);
        i2c_Delay();
        EEPROM_I2C_SDA_1();
        ///delay_ms(30);
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_SendByte
*        功能说明: CPU向I2C总线设备发送8bit数据
*        形    参：_ucByte ： 等待发送的字节
*        返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_SendByte(uint8_t _ucByte)
{
        uint8_t i;

        /* 先发送字节的高位bit7 */
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {               
                if (_ucByte & 0x80)
                {
                        EEPROM_I2C_SDA_1();
                        
                        ///delay_ms(30);
                }
                else
                {
                        EEPROM_I2C_SDA_0();
                        
                        ///delay_ms(30);
                }
                i2c_Delay();
               
               
                EEPROM_I2C_SCL_1();
                i2c_Delay();

                ///delay_ms(30);
                EEPROM_I2C_SCL_0();
               
                ///delay_ms(30);
                if (i == 7)
                {
                         EEPROM_I2C_SDA_1(); // 释放总线
                                ///delay_ms(30);
                }
                _ucByte <<= 1;        /* 左移一个bit */
                ///delay_ms(30);
                i2c_Delay();
        }
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_ReadByte
*        功能说明: CPU从I2C总线设备读取8bit数据
*        形    参：无
*        返 回 值: 读到的数据
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_ReadByte(void)
{
        uint8_t i;
        uint8_t value;

        /* 读到第1个bit为数据的bit7 */
        value = 0;
        for (i = 0; i < 8; i++)
        {
                value <<= 1;
                EEPROM_I2C_SCL_1();
               
                ///delay_ms(30);
                i2c_Delay();
                if (EEPROM_I2C_SDA_READ())
                {
                        value++;
                }
                EEPROM_I2C_SCL_0();
               
                ///delay_ms(30);
                i2c_Delay();
        }
        return value;
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_WaitAck
*        功能说明: CPU产生一个时钟，并读取器件的ACK应答信号
*        形    参：无
*        返 回 值: 返回0表示正确应答，1表示无器件响应
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_WaitAck(void)
{
        uint8_t re;

        EEPROM_I2C_SDA_1();        /* CPU释放SDA总线 */
        
///        delay_ms(30);
        i2c_Delay();
        EEPROM_I2C_SCL_1();        /* CPU驱动SCL = 1, 此时器件会返回ACK应答 */
        i2c_Delay();
        ///delay_ms(30);
        
        if (EEPROM_I2C_SDA_READ())        /* CPU读取SDA口线状态 */
        {
                re = 1;
        }
        else
        {
                re = 0;
        }
        EEPROM_I2C_SCL_0();
        i2c_Delay();
        ///delay_ms(30);
        return re;
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_Ack
*        功能说明: CPU产生一个ACK信号
*        形    参：无
*        返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_Ack(void)
{
        EEPROM_I2C_SDA_0();        /* CPU驱动SDA = 0 */
        i2c_Delay();
///        delay_ms(30);
        EEPROM_I2C_SCL_1();        /* CPU产生1个时钟 */
        i2c_Delay();
        ///delay_ms(30);
        EEPROM_I2C_SCL_0();
        i2c_Delay();
        ///delay_ms(30);
        EEPROM_I2C_SDA_1();        /* CPU释放SDA总线 */
        
        ///delay_ms(30);
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_NAck
*        功能说明: CPU产生1个NACK信号
*        形    参：无
*        返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
void i2c_NAck(void)
{
        EEPROM_I2C_SDA_1();        /* CPU驱动SDA = 1 */
        i2c_Delay();
        
        ///delay_ms(30);
        EEPROM_I2C_SCL_1();        /* CPU产生1个时钟 */
        i2c_Delay();
        ///delay_ms(30);
        EEPROM_I2C_SCL_0();
        i2c_Delay();
        ///delay_ms(30);        
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_CfgGpio
*        功能说明: 配置I2C总线的GPIO，采用模拟IO的方式实现
*        形    参：无
*        返 回 值: 无
*********************************************************************************************************
*/
static void i2c_CfgGpio(void)
{
        GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;

        RCC_APB2PeriphClockCmd(EEPROM_RCC_I2C_PORT, ENABLE);        /* 打开I2C GPIO端口时钟 */

        RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);        /* 打开I2C 外设时钟 */
        
        GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SCL_PIN | EEPROM_I2C_SDA_PIN;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
        GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_OD;          /* 开漏输出 */
        GPIO_Init(EEPROM_GPIO_PORT_I2C, &GPIO_InitStructure);

        /* 给一个停止信号, 复位I2C总线上的所有设备到待机模式 */
        i2c_Stop();
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: i2c_CheckDevice
*        功能说明: 检测I2C总线设备，CPU向发送设备地址，然后读取设备应答来判断该设备是否存在
*        形    参：_Address：设备的I2C总线地址
*        返 回 值: 返回值 0 表示正确， 返回1表示未探测到
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t i2c_CheckDevice(uint8_t _Address)
{
        uint8_t ucAck;

        i2c_CfgGpio();                /* 配置GPIO */

        
        i2c_Start();                /* 发送启动信号 */

        /* 发送设备地址+读写控制bit（0 = w， 1 = r) bit7 先传 */
        i2c_SendByte(_Address | EEPROM_I2C_WR);
        ucAck = i2c_WaitAck();        /* 检测设备的ACK应答 */

        i2c_Stop();                        /* 发送停止信号 */

        return ucAck;
}
复制代码

     使用模拟GPIO时序I2C的例程,AT24C04的EEPROM,为什么断点调试，点击RUN,前3下无法直接运行，第4下点击RUN才能全速运行是什么原因？
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  ******************************************************************************
  *   bsp_i2c_ee.c
  * @version V1.0
  * @date    2013-xx-xx
  * @brief   i2c EEPROM(AT24C02)应用函数bsp
  ******************************************************************************

  */

#include "bsp_i2c_ee.h"
#include "bsp_i2c_gpio.h"
#include "bsp_usart.h"

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: ee_CheckOk
*        功能说明: 判断串行EERPOM是否正常
*        形    参：无
*        返 回 值: 1 表示正常， 0 表示不正常
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t ee_CheckOk(void)//uint8_t ee_CheckOk(void)
{
        if (i2c_CheckDevice(EEPROM_DEV_ADDR) == 0)
        {
                return 1;
        }
        else
        {
                /* 失败后，切记发送I2C总线停止信号 */
                i2c_Stop();               
                return 0;
        }
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: ee_ReadBytes
*        功能说明: 从串行EEPROM指定地址处开始读取若干数据
*        形    参：_usAddress : 起始地址
*                         _usSize : 数据长度，单位为字节
*                         _pReadBuf : 存放读到的数据的缓冲区指针
*        返 回 值: 0 表示失败，1表示成功
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t ee_ReadBytes(uint8_t *_pReadBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize)
{
        uint16_t i;
        
        /* 采用串行EEPROM随即读取指令序列，连续读取若干字节 */
        
        /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */
        i2c_Start();
        
        /* 第2步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */
        i2c_SendByte(EEPROM_DEV_ADDR | EEPROM_I2C_WR);        /* 此处是写指令 */
         
        /* 第3步：等待ACK */
        if (i2c_WaitAck() != 0)
        {
                goto cmd_fail;        /* EEPROM器件无应答 */
        }

        /* 第4步：发送字节地址，24C02只有256字节，因此1个字节就够了，如果是24C04以上，那么此处需要连发多个地址 */
        i2c_SendByte((uint8_t)_usAddress);
        
        /* 第5步：等待ACK */
        if (i2c_WaitAck() != 0)
        {
                goto cmd_fail;        /* EEPROM器件无应答 */
        }
        
        /* 第6步：重新启动I2C总线。前面的代码的目的向EEPROM传送地址，下面开始读取数据 */
        i2c_Start();
        
        /* 第7步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */
        i2c_SendByte(EEPROM_DEV_ADDR | EEPROM_I2C_RD);        /* 此处是读指令 */
        
        /* 第8步：发送ACK */
        if (i2c_WaitAck() != 0)
        {
                goto cmd_fail;        /* EEPROM器件无应答 */
        }        
        
        /* 第9步：循环读取数据 */
        for (i = 0; i < _usSize; i++)
        {
                _pReadBuf = i2c_ReadByte();        /* 读1个字节 */
               
                /* 每读完1个字节后，需要发送Ack， 最后一个字节不需要Ack，发Nack */
                if (i != _usSize - 1)
                {
                        i2c_Ack();        /* 中间字节读完后，CPU产生ACK信号(驱动SDA = 0) */
                }
                else
                {
                        i2c_NAck();        /* 最后1个字节读完后，CPU产生NACK信号(驱动SDA = 1) */
                }
        }
        /* 发送I2C总线停止信号 */
        i2c_Stop();
        return 1;        /* 执行成功 */

cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 */
        /* 发送I2C总线停止信号 */
        i2c_Stop();
        return 0;
}

/*
*********************************************************************************************************
*        函 数 名: ee_WriteBytes
*        功能说明: 向串行EEPROM指定地址写入若干数据，采用页写操作提高写入效率
*        形    参：_usAddress : 起始地址
*                         _usSize : 数据长度，单位为字节
*                         _pWriteBuf : 存放读到的数据的缓冲区指针
*        返 回 值: 0 表示失败，1表示成功
*********************************************************************************************************
*/
uint8_t ee_WriteBytes(uint8_t *_pWriteBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize)//uint8_t ee_WriteBytes(uint8_t *_pWriteBuf, uint16_t _usAddress, uint16_t _usSize)
{
        uint16_t i,m;
        uint16_t usAddr;
        
        /*
                写串行EEPROM不像读操作可以连续读取很多字节，每次写操作只能在同一个page。
                对于24xx02，page size = 8
                简单的处理方法为：按字节写操作模式，没写1个字节，都发送地址
                为了提高连续写的效率: 本函数采用page wirte操作。
        */

        usAddr = _usAddress;        
        for (i = 0; i < _usSize; i++)
        {
                /* 当发送第1个字节或是页面首地址时，需要重新发起启动信号和地址 */
                if ((i == 0) || (usAddr & (EEPROM_PAGE_SIZE - 1)) == 0)
                {
                        /*　第０步：发停止信号，启动内部写操作　*/
                        i2c_Stop();
                        
                        /* 通过检查器件应答的方式，判断内部写操作是否完成, 一般小于 10ms                        
                                CLK频率为200KHz时，查询次数为30次左右
                        */
                        for (m = 0; m < 1000; m++)
                        {                                
                                /* 第1步：发起I2C总线启动信号 */
                                i2c_Start();
                                
                                /* 第2步：发起控制字节，高7bit是地址，bit0是读写控制位，0表示写，1表示读 */
                                i2c_SendByte(EEPROM_DEV_ADDR | EEPROM_I2C_WR);        /* 此处是写指令 */
                                
                                /* 第3步：发送一个时钟，判断器件是否正确应答 */
                                if (i2c_WaitAck() == 0)
                                {
                                        break;
                                }
                        }
                        if (m  == 1000)
                        {
                                goto cmd_fail;        /* EEPROM器件写超时 */
                        }
               
                        /* 第4步：发送字节地址，24C02只有256字节，因此1个字节就够了，如果是24C04以上，那么此处需要连发多个地址 */
                        i2c_SendByte((uint16_t)usAddr);
               
                        /* 第5步：等待ACK */
                        if (i2c_WaitAck() != 0)
                        {
                                goto cmd_fail;        /* EEPROM器件无应答 */
                        }
                }
        
                /* 第6步：开始写入数据 */
                i2c_SendByte(_pWriteBuf);
        
                /* 第7步：发送ACK */
                if (i2c_WaitAck() != 0)
                {
                        goto cmd_fail;        /* EEPROM器件无应答 */
                }

                usAddr++;        /* 地址增1 */               
        }
        
        /* 命令执行成功，发送I2C总线停止信号 */
        i2c_Stop();
        return 1;

cmd_fail: /* 命令执行失败后，切记发送停止信号，避免影响I2C总线上其他设备 */
        /* 发送I2C总线停止信号 */
        i2c_Stop();
        return 0;
}


void ee_Erase(void)
{
        uint16_t i;
        uint8_t buf[EEPROM_SIZE];//uint8_t buf[EEPROM_SIZE];
        
        /* 填充缓冲区 */
        for (i = 0; i < EEPROM_SIZE; i++)
        {
                buf = 0xFF;
        }
        
        /* 写EEPROM, 起始地址 = 0，数据长度为 256 */ //更改为512
        if (ee_WriteBytes(buf, 0, EEPROM_SIZE) == 0)
        {
                printf("擦除eeprom出错！\r\n");
                return;
        }
        else
        {
                printf("擦除eeprom成功！\r\n");
        }
}


/*--------------------------------------------------------------------------------------------------*/
static void ee_Delay(__IO uint32_t nCount)         //简单的延时函数
{
        for(; nCount != 0; nCount--);
}


/*
* eeprom AT24C02 读写测试
* 正常返回1，异常返回0
*/
uint8_t ee_Test(void)
{
  uint16_t i;
        
        
        uint8_t write_buf[EEPROM_SIZE];//uint8_t write_buf[EEPROM_SIZE];
  uint8_t read_buf[EEPROM_SIZE];//uint8_t read_buf[EEPROM_SIZE];
  
/*-----------------------------------------------------------------------------------*/  
  if (ee_CheckOk() == 0)
        {
                /* 没有检测到EEPROM */
                printf("没有检测到串行EEPROM!\r\n");
                                
                return 0;
        }
/*------------------------------------------------------------------------------------*/  
  /* 填充测试缓冲区 */
        for (i = 0; i < EEPROM_SIZE; i++)
        {               
                write_buf = i;
        }
/*------------------------------------------------------------------------------------*/  
  if (ee_WriteBytes(write_buf, 0, EEPROM_SIZE) == 0)
        {
                printf("写eeprom出错！\r\n");
                return 0;
        }
        else
        {               
                printf("写eeprom成功！\r\n");
        }
  
  /*写完之后需要适当的延时再去读，不然会出错*/
  ee_Delay(0x0FFFFF);
/*-----------------------------------------------------------------------------------*/
  if (ee_ReadBytes(read_buf, 0, EEPROM_SIZE) == 0)
        {
                printf("读eeprom出错！\r\n");
                return 0;
        }
        else
        {               
                printf("读eeprom成功，数据如下：\r\n");
        }
/*-----------------------------------------------------------------------------------*/  
  for (i = 0; i < EEPROM_SIZE; i++)
        {
                if(read_buf != write_buf)
                {
                        printf("0x%02X ", read_buf);
                        printf("错误:EEPROM读出与写入的数据不一致");
                        return 0;
                }
    printf(" %02X", read_buf);
               
                if ((i & 15) == 15)
                {
                        printf("\r\n");        
                }               
        }
  printf("eeprom读写测试成功\r\n");
  return 1;
}
/*********************************************END OF FILE**********************/
复制代码
/**
  ******************************************************************************
  * @file    main.c
  * @version V1.0
  * @date    2013-xx-xx
  * @brief   AT24C02测试（软件模拟I2C）
  ******************************************************************************
  */
#include "stm32f10x.h"
#include "./usart/bsp_usart.h"
#include "./led/bsp_led.h"
#include "./i2c/bsp_i2c_ee.h"
#include "beep.h"
#include "delay.h"
/**
  * @brief  主函数
  * @param  无
  * @retval 无
  */
int main(void)
{
    ///LED_GPIO_Config();
                delay_init();
    ///LED_BLUE;
                BEEP_Init();
    /* 串口初始化 */
                USART_Config();
                printf("eeprom 软件模拟i2c测试例程 \r\n");               
    if(ee_Test() == 1)
          {
                        ///LED_GREEN;
                        BEEP = 1;
    }
    else
    {
        ///LED_RED;
                        BEEP = 0;
    }
    while(1);
}
/*********************************************END OF FILE**********************/

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