在很久很久以前，我就写过GD32E230替换STM32F031的帖子，主要介绍了USART和SPI的外设移植开发，当时IIC使用的是软件i2c，没有介绍的价值。在使用IIC时，大多数我们都是采用软件的方式，因为软件的方式及其简单，一套组合拳几乎可以拿到任意MCU去使用。而STM32的硬件IIC也不稳定，经常容易卡死，我在STM32F031时侥幸将硬件IIC调试成功，但是后来使用STM32F103时却无法成功，真是个菜狗。但是由于项目需求，读写IIC的时间很难空出来，必须将时间腾出来给其他外设，我的软件IIC只能作废，需要重新编写硬件IIC的代码，并且需要带上DMA，将时间缩减到最小。于是就有了今天帖子。（这里准备添加STM32F031的硬件IIC链接的，结果找了一圈发现自己没写。以后有时间给大伙带上吧）
这篇帖子是准备在上个月就写的，但是因为设计PCB时未考虑硬件IIC的问题，导致IIC的引脚不在硬件GPIO上，又重新打板贴片，耽搁了两周。
我的硬件：
这里介绍我的硬件着实有点浪费感情，介绍这个的原因是我在调试的过程中遇到几个问题，均和我的硬件有关，虽然问题和IIC无关，但是我还是想分享一下，以后有朋友遇到也可规避。
MCU使用的是GDF32E230F4，外设情况如下：
 
flash只有16KB，封装是LGA20,资源少，封装小。这样就导致价格会很便宜，但是我没用过如此小的flash和资源如此少的MCU，这就导致我后面出现了事故。
我们的项目其实只用了一路SPI，一路485，一路IIC和两个外部中断，所用资源实在不多，但是用在这块片子上就闲的很拥挤了。所用IO如下所示：

3脚PA0用于后续的休眠唤醒，所剩资源仅仅只有PA1,PA2,PA3。因为考虑PCB版面走线和布局问题，我们直接取消外部晶振，将PF0和PF1作为IIC使用。
这里就出现了第一个问题，我们需要在收到RX引脚的第一个下降沿触发外部中断，为了走线方便，将烧录口SWDIO和RX对接，在烧录完程序之后SWDIO会用作普通GPIO，结果导致打板回来后无法烧录代码，把485芯片摘掉则无此问题，于是又要重新打板贴片，我就趁着这功夫调试了一下硬件IIC。
开始调试代码：
首先初始化所用的外设时钟：

void rcu_config(void){/* enable GPIOA,F clock */rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOA);rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOF);/* enable I2C0 clock */rcu_periph_clock_enable(RCU_I2C0);/* enable DMA0 clock */rcu_periph_clock_enable(RCU_DMA);}

然后初始化IIC。

复制 
void i2c_config(void){/* connect PF1 to I2C0_SCL *//* connect PF0 to I2C0_SDA */gpio_af_set(GPIOF, GPIO_AF_1, GPIO_PIN_0);gpio_af_set(GPIOF, GPIO_AF_1, GPIO_PIN_1);/* configure GPIO pins of I2C */gpio_mode_set(GPIOF, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_0);gpio_output_options_set(GPIOF, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_0);gpio_mode_set(GPIOF, GPIO_MODE_AF, GPIO_PUPD_PULLUP, GPIO_PIN_1);gpio_output_options_set(GPIOF, GPIO_OTYPE_OD, GPIO_OSPEED_50MHZ, GPIO_PIN_1);/* configure I2C clock */i2c_clock_config(I2C0, I2C0_SPEED, I2C_DTCY_2);/* configure I2C address */i2c_mode_addr_config(I2C0, I2C_I2CMODE_ENABLE, I2C_ADDFORMAT_7BITS, I2C0_SLAVE_ADDRESS7);/* enable I2C0 */i2c_enable(I2C0);/* enable acknowledge */i2c_ack_config(I2C0, I2C_ACK_ENABLE);}

上面的GPIO的初始化一般没什么好说的，IO设置为开漏输出模式，因为IIC总线有读和写两个操作，开漏是最好的，这里说的是最好，其实设置为推挽输出也是可以的，这里有必要提一下，因为上周在论坛看到有的兄弟在调试SPI时，拿到的例程，GPIO设置为推挽输出，导致很疑惑，设置为输出如何去读SPI的数据。

这里有一个冷知识：只要使能了GPIO，无论你设置GPIO的模式为输入还是输出，在GPIO上有数据来时，GPIO的数据寄存器都能将数据存进寄存器内部，此时去读数据寄存器就能获取到数据，道理就是这么个道理，可能我描述的不是很准确，但是一定是可以的。
初始化GPIO之后就是调用库函数对IIC进行初始化。
i2c_clock_config（）函数的三个参数，第一个就是选定哪个I2C，第二个是设置I2C的速度，这里是以宏定义的方式定义的，速度为100000，第三个设置快速模式下的占空比，如果是速度在100KHz及以下，使用参数I2C_DTCY_2，如果是100KHz-1MHz，则使用I2C_DTCY_16_9。最高只支持1M。
IIC使用DMA写24C02：

void eeprom_buffer_write_dma_timeout(uint8_t* p_buffer, uint8_t write_address, uint16_t number_of_byte){uint8_t number_of_page = 0, number_of_single = 0, address = 0, count = 0;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 is I2C_PAGE_SIZE aligned  */if(0 == address){while(number_of_page--){eeprom_page_write_dma_timeout(p_buffer, write_address, I2C_PAGE_SIZE);eeprom_wait_standby_state_timeout();write_address +=  I2C_PAGE_SIZE;p_buffer += I2C_PAGE_SIZE;}if(0 != number_of_single){eeprom_page_write_dma_timeout(p_buffer, write_address, number_of_single);eeprom_wait_standby_state_timeout();}}else{/* if write_address is not I2C_PAGE_SIZE aligned */if(number_of_byte < count){ eeprom_page_write_dma_timeout(p_buffer, write_address, number_of_byte);eeprom_wait_standby_state_timeout();}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){eeprom_page_write_dma_timeout(p_buffer, write_address, count);eeprom_wait_standby_state_timeout();write_address += count;p_buffer += count;} /* write page */while(number_of_page--){eeprom_page_write_dma_timeout(p_buffer, write_address, I2C_PAGE_SIZE);eeprom_wait_standby_state_timeout();write_address +=  I2C_PAGE_SIZE;p_buffer += I2C_PAGE_SIZE;}/* write single */if(0 != number_of_single){eeprom_page_write_dma_timeout(p_buffer, write_address, number_of_single);eeprom_wait_standby_state_timeout();}}}  }

IIC使用DMA读24C02：

uint8_t eeprom_page_write_dma_timeout(uint8_t* p_buffer, uint8_t write_address, uint8_t number_of_byte){dma_parameter_struct dma_init_struct;uint8_t state = I2C_START;uint16_t timeout = 0;uint8_t i2c_timeout_flag = 0;while(!(i2c_timeout_flag)){switch(state){case I2C_START:/* i2c master sends start signal only when the bus is idle */while(i2c_flag_get(I2CX, I2C_FLAG_I2CBSY) && (timeout < I2C_TIME_OUT)){timeout++;}if(timeout < I2C_TIME_OUT){i2c_start_on_bus(I2CX);timeout = 0;state = I2C_SEND_ADDRESS;}else{i2c_bus_reset();timeout = 0;state = I2C_START;printf("i2c bus is busy in PAGE WRITE!\n");}break;case I2C_SEND_ADDRESS:/* i2c master sends START signal successfully */while((!i2c_flag_get(I2CX, I2C_FLAG_SBSEND)) && (timeout < I2C_TIME_OUT)){timeout++;}if(timeout < I2C_TIME_OUT){i2c_master_addressing(I2CX, eeprom_address, I2C_TRANSMITTER);timeout = 0;state = I2C_CLEAR_ADDRESS_FLAG;}else{timeout = 0;state = I2C_START;printf("i2c master sends start signal timeout in PAGE WRITE!\n");}break;case I2C_CLEAR_ADDRESS_FLAG:/* address flag set means i2c slave sends ACK */while((!i2c_flag_get(I2CX, I2C_FLAG_ADDSEND)) && (timeout < I2C_TIME_OUT)){timeout++; }if(timeout < I2C_TIME_OUT){i2c_flag_clear(I2CX, I2C_FLAG_ADDSEND);timeout = 0;state = I2C_TRANSMIT_DATA;}else{timeout = 0;state = I2C_START;printf("i2c master clears address flag timeout in PAGE WRITE!\n");}break;case I2C_TRANSMIT_DATA:/* wait until the transmit data buffer is empty */while((!i2c_flag_get(I2CX, I2C_FLAG_TBE)) && (timeout < I2C_TIME_OUT)){timeout++;}if(timeout < I2C_TIME_OUT){/* send the EEPROM's internal address to write to : only one byte address */i2c_data_transmit(I2CX, write_address);timeout = 0;}else{timeout = 0;state = I2C_START;printf("i2c master sends EEPROM's internal address timeout in PAGE WRITE!\n");}/* wait until BTC bit is set */while(!i2c_flag_get(I2CX, I2C_FLAG_BTC));dma_deinit(DMA_CH1);dma_init_struct.direction = DMA_MEMORY_TO_PERIPHERAL;dma_init_struct.memory_addr = (uint32_t)p_buffer;dma_init_struct.memory_inc = DMA_MEMORY_INCREASE_ENABLE;dma_init_struct.memory_width = DMA_MEMORY_WIDTH_8BIT;dma_init_struct.number = number_of_byte;dma_init_struct.periph_addr = (uint32_t)&I2C_DATA(I2CX);dma_init_struct.periph_inc = DMA_PERIPH_INCREASE_DISABLE;dma_init_struct.periph_width = DMA_PERIPHERAL_WIDTH_8BIT;dma_init_struct.priority = DMA_PRIORITY_ULTRA_HIGH;dma_init(DMA_CH1, &dma_init_struct);/* enable I2CX DMA */i2c_dma_enable(I2CX, I2C_DMA_ON);/* enable DMA0 channel1 */dma_channel_enable(DMA_CH1);/* wait until full transfer finish flag is set */while(!dma_flag_get(DMA_CH1, DMA_FLAG_FTF));/* wait until BTC bit is set */while((!i2c_flag_get(I2CX, I2C_FLAG_BTC)) && (timeout < I2C_TIME_OUT)){timeout++;}if(timeout < I2C_TIME_OUT){timeout = 0;state = I2C_STOP;}else{timeout = 0;state = I2C_START;printf("i2c master sends data timeout in PAGE WRITE!\n");}break;case I2C_STOP:/* send a stop condition to I2C bus */i2c_stop_on_bus(I2CX);/* i2c master sends STOP signal successfully */while((I2C_CTL0(I2CX) & 0x0200) && (timeout < I2C_TIME_OUT)){timeout++;}if(timeout < I2C_TIME_OUT){timeout = 0;state = I2C_END;i2c_timeout_flag = I2C_OK;}else{timeout = 0;state = I2C_START;printf("i2c master sends stop signal timeout in PAGE WRITE!\n");}break;default:state = I2C_START;i2c_timeout_flag = I2C_OK;timeout = 0;printf("i2c master sends start signal in PAGE WRITE!\n");break;}}return I2C_END;}

使用这两个函数只需传入需要操作的数组，页的地址和读写的数据量便可，这里贴一下测试的函数：

uint8_t i2c_24c02_test(void){uint16_t i;printf("\r\nAT24C02 writing...\r\n");/* 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");}}/* EEPROM data write */eeprom_buffer_write_dma_timeout(i2c_buffer_write, EEP_FIRST_PAGE, BUFFER_SIZE);printf("AT24C02 reading...\r\n");/* EEPROM data read */eeprom_buffer_read_dma_timeout(i2c_buffer_read, EEP_FIRST_PAGE, BUFFER_SIZE);/* compare the read buffer and write buffer */for(i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++){if(i2c_buffer_read[i] != i2c_buffer_write[i]){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");}}printf("I2C-AT24C02 test passed!\n\r");return I2C_OK;}

参数定义：

#define EEPROM_BLOCK0_ADDRESS    0xA0#define BUFFER_SIZE              256uint16_t eeprom_address;uint8_t i2c_buffer_write[BUFFER_SIZE];uint8_t i2c_buffer_read[BUFFER_SIZE];uint8_t i2c_buffer_read1[BUFFER_SIZE];#define I2C_TIME_OUT   (uint16_t)(5000)#define I2C_TIME_OUT1  (uint32_t)(200000)#define EEP_FIRST_PAGE 0x00#define I2C_OK         1#define I2C_FAIL       0#define I2C_END        1#define I2CX           I2C0

一开始向发送数组中填充256个数据，然后调用写函数将256个数据写进24C02，因为24C02只有一页，所以页数设置为0，写完后再读出数据，校验写入和读出的数据是否一致。
这里我便遇到了第二个坑，写完之后调试不通过，代码卡死在IIC的时钟初始化i2c_clock_config(I2C0, I2C0_SPEED, I2C_DTCY_2);，继续进入这个函数，发下卡死在：


这里仅仅是一个数据的运算，卡死在这里明显不合理。这时候我想到了上周调试报错：\output\Project.axf: Error: L6406E: No space in execution regions with .ANY selector matching usart.o(.text.RS_485_SEND).当时是内存溢出了，于是我看了一下工程的map文件：

果然，已经快要顶不住了，于是果断修改keil的编译优化选项，将优化等级提升为1级，内存缩小很多，问题便可解除，因为之前没用过这么下的MCU，而且这次编译没报错，若不是上次报错让我找到原因，这次不知又要卡多久。
 
至此代码都是只能读写24c02，也就是操作一页。如果是更大的EEPROM器件，那么该如何操作。这里稍微吐槽一下：为啥我会用IIC来操作24C04，因为我的硬件板子上焊接的就是24C04，而为啥是24C04，并不是24C02不够用，只是因为04比02便宜，市场都畸形了吗？而我为啥要吐槽，是因为下文遇到的第三个问题。
扩充到24C04：
既然知道如何写一页，那么即使再大的容量，我们也有办法去操作，以24C04为例，只是比24C02多了一页，地址为0x01;那么我们增加一个宏定义：

定义一下第二页的地址，然后定义一个数组去接收我们读到的数据：

最后在测试程序中添加读写第二页的操作：

测试的时候再次翻车，第一次debug没问题，第二次debug的时候程序卡死在第一个写EEPROM的函数，我猜测难道又是数据超了，但是只增加了一个数组啊，代码量应该不会超标啊，于是把添加的代码全部删除，结果还是失败。
解决方法：烧录之前先擦除全部flash，再烧录便可成功。

这个原因是为啥，我还没找到，希望有知道的大佬可以给个答案，如果后续知道答案我再补上。
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作者：呐咯密密
链接：https://bbs.21ic.com/icview-3160886-1-1.html
来源：21ic.com
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