一、I2C简介

I2C（Inter-Integrated Circuit ,内部集成电路) 总线是一种由飞利浦 Philip 公司开发的串行总线。是两条串行的总线，它由一根数据线（SDA）和一根时钟线（SDL）组成。I2C 总线上可以接多个 I2C 设备，每个器件都有一个唯一的地址识别。同一时间只能有一个主设备，其他为从设备。通常 MCU 作为主设备控制，外设作为从设备。

STM32 的 I2C 外设可用作通讯的主机及从机，支持 100Kbit/s 和 400Kbit/s 的速率，支持 7 位、10 位设备地址，支持 DMA 数据传输，并具有数据校验功能。它的 I2C 外设还支持 SMBus2.0 协议，SMBus 协议与 I2C 类似，主要应用于笔记本电脑的电池管理中。

二、引脚分布

STM32 芯片有多个 I2C 外设，它们的 I2C 通讯信号引出到不同的 GPIO 引脚上，使用时必须配置到这些指定的引脚。PB8 PB9 为重映射。

三、EEPROM芯片

开发板中的 EEPROM 芯片型号：AT24C02。AT24C 系列为美国 ATMEL 公司推出的串行 COMS 型 EEPROM。芯片型号后两位表示芯片容量，例如 ATC24C02 为 2K。引脚图中 A0、A1、A2 为器件地址引脚，GND为地，VCC为正电源，WP为写保护，SCL为串行时钟线，SDA为串行数据线。

EEPROM 芯片中 WP 引脚具有写保护功能，当该引脚电平为高时，禁止写入数据，当引脚为低电平时，可写入数据，我们直接接地，不使用写保护功能。

AT24Cxx 设备地址为如下，前四位固定为 1010，A2~A0为由管脚电平决定。AT24Cxx EEPROM Board模块中默认为接地。A2~A0 为 000，最后一位 R/W 表示读写操作。所以由于 I2C 通讯时常常是地址跟读写方向连在一起构成一个 8 位数，且当 R/W 位为 0 时，表示写方向，所以加上 7 位地址，其值为 0xA0，常称该值为 I2C 设备的“写地址”；当 R/W 位为 1 时，表示读方向，加上 7 位地址，其值为 0xA1，常称该值为“读地址”。

四、新建工程

1. 打开 STM32CubeMX 软件，点击“新建工程”

2. 选择 MCU 和封装

3. 配置时钟
RCC 设置，选择 HSE(外部高速时钟) 为 Crystal/Ceramic Resonator(晶振/陶瓷谐振器)

选择 Clock Configuration，配置系统时钟 SYSCLK 为 72MHz
修改 HCLK 的值为 72 后，输入回车，软件会自动修改所有配置

4. 配置调试模式
非常重要的一步，否则会造成第一次烧录程序后续无法识别调试器
SYS 设置，选择 Debug 为 Serial Wire

五、I2C1

5.1 参数配置

在 Connectivity 中选择 I2C1 设置，并选择 I2C 内部集成电路

I2C 为默认设置不作修改。只需注意一下，I2C 为标准模式，I2C 传输速率 (I2C Clock Speed) 为 100KHz。

5.2 生成代码

输入项目名和项目路径

选择应用的 IDE 开发环境 MDK-ARM V5

每个外设生成独立的 ’.c/.h’ 文件
不勾：所有初始化代码都生成在 main.c
勾选：初始化代码生成在对应的外设文件。如 GPIO 初始化代码生成在 gpio.c 中。

点击 GENERATE CODE 生成代码

5.3 添加全局变量

在 main.c 头部添加写地址 0xA0，读地址 0xA1，写缓存区 WriteBuffer，读缓存区 ReadBuffer。

/* Private variables ---------------------------------------------------------*/
I2C_HandleTypeDef hi2c1;
UART_HandleTypeDef huart1;/* USER CODE BEGIN PV */
#define ADDR_24LCxx_Write 0xA0
#define ADDR_24LCxx_Read 0xA1
#define BufferSize 256
uint8_t WriteBuffer[BufferSize] = {0};
uint8_t ReadBuffer[BufferSize] = {0};
/* USER CODE END PV */

5.4 添加写入和读取函数

/*** @brief  The application entry point.* @retval int*/
int main(void)
{/* USER CODE BEGIN 1 *//* USER CODE END 1 *//* MCU Configuration--------------------------------------------------------*//* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. */HAL_Init();/* USER CODE BEGIN Init *//* USER CODE END Init *//* Configure the system clock */SystemClock_Config();/* USER CODE BEGIN SysInit *//* USER CODE END SysInit *//* Initialize all configured peripherals */MX_USART1_UART_Init();MX_I2C1_Init();/* USER CODE BEGIN 2 */printf("\r\n***************I2C Example*******************************\r\n");uint32_t i;uint8_t j;for(i = 0; i < 256; i++){WriteBuffer[i] = i;    /* WriteBuffer init */printf("0x%02X ", WriteBuffer[i]);if(i % 16 == 15){    printf("\n\r");}}/* wrinte date to EEPROM */for (j = 0; j < 32; j++){if(HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Write, 8*j, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, WriteBuffer+8*j, 8, 100) == HAL_OK){printf("\r\n EEPROM 24C02 Write Test OK \r\n");}else{printf("\r\n EEPROM 24C02 Write Test False \r\n");}} /* read date from EEPROM */HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, ADDR_24LCxx_Read, 0, I2C_MEMADD_SIZE_8BIT, ReadBuffer, BufferSize, 1000);for(i = 0; i < 256; i++){printf("0x%02X  ",ReadBuffer[i]);if(i%16 == 15)    {printf("\n\r");}}if(memcmp(WriteBuffer,ReadBuffer,BufferSize) == 0 ) /* check date */{printf("\r\n EEPROM 24C02 Read Test OK\r\n");}else{printf("\r\n EEPROM 24C02 Read Test False\r\n");}/* USER CODE END 2 *//* Infinite loop *//* USER CODE BEGIN WHILE */while (1){/* USER CODE END WHILE *//* USER CODE BEGIN 3 */}/* USER CODE END 3 */
}

程序中先初始化写数据缓存。然后调用 HAL_I2C_Mem_Write() 函数将数据写入 EEPROM 中。根据函数返回值判断写操作是否正确。在 I2C 中可以找到内存写函数说明。

第一个参数为 I2C 操作句柄。
第二个参数为 EEPROM 的写操作设备地址。
第三个参数为内存地址。
第四个参数为内存地址长度，EEPROM 内存长度为 8bit。
第五个参数为数据缓存的起始地址。
第六个参数为传输数据的大小。AT24C02 型号的芯片页写入时序最多可以一次发送 8 个数据(即 n = 8 )，该值也称为页大小，某些型号的芯片每个页写入时序最多可传输 16 个数据。
第七个参数为操作超时时间。

/*** @brief  Write an amount of data in blocking mode to a specific memory address* @param  hi2c Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains*                the configuration information for the specified I2C.* @param  DevAddress Target device address: The device 7 bits address value*         in datasheet must be shifted to the left before calling the interface* @param  MemAddress Internal memory address* @param  MemAddSize Size of internal memory address* @param  pData Pointer to data buffer* @param  Size Amount of data to be sent* @param  Timeout Timeout duration* @retval HAL status*/
HAL_StatusTypeDef 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)

调用 HAL_I2C_Mem_Read() 函数读取 EEPROM 中刚才写入的数据。HAL_I2C_Mem_Read() 函数描述如下。

第一个参数为 I2C 操作句柄。
第二个参数为 EEPROM 的读操作设备地址。
第三个参数为内存地址。
第四个参数为内存地址长度。
第五个参数为读取数据存储的起始地址。
第六个参数为传输数据的大小。
第七个参数为操作超时时间。

/*** @brief  Read an amount of data in blocking mode from a specific memory address* @param  hi2c Pointer to a I2C_HandleTypeDef structure that contains*                the configuration information for the specified I2C.* @param  DevAddress Target device address: The device 7 bits address value*         in datasheet must be shifted to the left before calling the interface* @param  MemAddress Internal memory address* @param  MemAddSize Size of internal memory address* @param  pData Pointer to data buffer* @param  Size Amount of data to be sent* @param  Timeout Timeout duration* @retval HAL status*/
HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress,uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

程序最后调用 memcmp() 函数判断读写的两个缓存的数据是否一致。memcmp() 是比较内存区域是否相等，标准库里面的函数，在 main.c 前面添加 string.h 头文件。

5.5 查看打印

串口打印功能查看 STM32CubeMX学习笔记（6）——USART串口使用

5.6 HAL库与标准库代码比较

STM32CubeMX 使用 HAL 库生成的代码：

/*** @brief I2C1 Initialization Function* @param None* @retval None*/
static void MX_I2C1_Init(void)
{/* USER CODE BEGIN I2C1_Init 0 *//* USER CODE END I2C1_Init 0 *//* USER CODE BEGIN I2C1_Init 1 *//* USER CODE END I2C1_Init 1 */hi2c1.Instance = I2C1;hi2c1.Init.ClockSpeed = 100000;hi2c1.Init.DutyCycle = I2C_DUTYCYCLE_2;hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK){Error_Handler();}/* USER CODE BEGIN I2C1_Init 2 *//* USER CODE END I2C1_Init 2 */
}HAL_StatusTypeDef 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);
HAL_StatusTypeDef HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout);

使用 STM32 标准库的代码：

/*** @brief  I2C I/O配置* @param  无* @retval 无*/
static void I2C_GPIO_Config(void)
{GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; /* 使能与 I2C 有关的时钟 */EEPROM_I2C_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_CLK, ENABLE );EEPROM_I2C_GPIO_APBxClock_FUN ( EEPROM_I2C_GPIO_CLK, ENABLE );/* I2C_SCL、I2C_SDA*/GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SCL_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;           // 开漏输出GPIO_Init(EEPROM_I2C_SCL_PORT, &GPIO_InitStructure);GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = EEPROM_I2C_SDA_PIN;GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_OD;         // 开漏输出GPIO_Init(EEPROM_I2C_SDA_PORT, &GPIO_InitStructure);
}/*** @brief  I2C 工作模式配置* @param  无* @retval 无*/
static void I2C_Mode_Config(void)
{I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure; /* I2C 配置 */I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;/* 高电平数据稳定，低电平数据变化 SCL 时钟线的占空比 */I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 =I2Cx_OWN_ADDRESS7; I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;/* I2C的寻址模式 */I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;/* 通信速率 */I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;/* I2C 初始化 */I2C_Init(EEPROM_I2Cx, &I2C_InitStructure);/* 使能 I2C */I2C_Cmd(EEPROM_I2Cx, ENABLE);
}void I2C_Send7bitAddress(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Address, uint8_t I2C_Direction);
void I2C_SendData(I2C_TypeDef* I2Cx, uint8_t Data);
uint8_t I2C_ReceiveData(I2C_TypeDef* I2Cx);

六、注意事项

用户代码要加在 USER CODE BEGIN N 和 USER CODE END N 之间，否则下次使用 STM32CubeMX 重新生成代码后，会被删除。

• 由 Leung 写于 2021 年 1 月 26 日

• 参考：STM32CubeMX系列教程9:内部集成电路(I2C)
　　　　【STM32Cube_13】使用硬件I2C读写EEPROM（AT24C02）

STM32CubeMX学习笔记（9）——I2C接口使用(读写EEPROM AT24C02)相关推荐

STM32CubeMX学习笔记——STM32H743_硬件I2C
STM32CubeMX学习笔记--STM32H743_硬件I2C Github STM32CubeMX配置 Pinout配置 GPIO Clock Configuration配置代码部分 main. ...
STM32CubeMX学习笔记（38）——FSMC接口使用（TFT-LCD屏显示）
一.TFT-LCD简介 TFT-LCD(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display) 即薄膜晶体管液晶显示器.TFT-LCD 与无源 TN-LCD. STN ...
STM32学习笔记（9）——（I2C续）读写EEPROM
STM32学习笔记(9)--(I2C续)读写EEPROM 一.概述 1. 背景介绍 2. EEPROM简介二.AT24C02--常用的EEPROM 1. 电路原理图 2. 写操作 (1)按字节写操作 ...
STM32CubeMX学习笔记（24）——通用定时器接口使用（电容按键检测）
一.电容按键简介电容器(简称为电容)就是可以容纳电荷的器件,两个金属块中间隔一层绝缘体就可以构成一个最简单的电容.如图 32-1(俯视图),有两个金属片,之间有一个绝缘介质,这样就构成了一个电容.这 ...
STM32CubeMX学习笔记（22）——CRC接口使用
一.CRC简介 CRC(Cyclic Redundancy Check),即循环冗余校验,是一种根据网络数据包或计算机文件等数据产生简短固定位数校验码的一种信道编码技术,主要用来检测或校验数据传输或者 ...
STM32CubeMX学习笔记（25）——FatFs文件系统使用（操作SPI Flash）
一.FatFs简介 FatFs 是面向小型嵌入式系统的一种通用的 FAT 文件系统.它完全是由 ANSI C 语言编写并且完全独立于底层的 I/O 介质.因此它可以很容易地不加修改地移植到其他的处理器 ...
STM32CubeMX学习笔记（27）——FatFs文件系统使用（操作SD卡）
一.FatFs简介 FatFs 是面向小型嵌入式系统的一种通用的 FAT 文件系统.它完全是由 ANSI C 语言编写并且完全独立于底层的 I/O 介质.因此它可以很容易地不加修改地移植到其他的处理器 ...
STM32CubeMX学习笔记（15）——电源管理(PWR)低功耗睡眠模式
一.低功耗模式简介系统提供了多个低功耗模式,可在 CPU 不需要运行时(例如等待外部事件时)节省功耗.由用户根据应用选择具体的低功耗模式,以在低功耗.短启动时间和可用唤醒源之间寻求最佳平衡. 睡眠模 ...
STM32CubeMX学习笔记（16）——电源管理(PWR)低功耗停止模式
一.低功耗模式简介系统提供了多个低功耗模式,可在 CPU 不需要运行时(例如等待外部事件时)节省功耗.由用户根据应用选择具体的低功耗模式,以在低功耗.短启动时间和可用唤醒源之间寻求最佳平衡. 睡眠模 ...

STM32CubeMX学习笔记（9）——I2C接口使用(读写EEPROM AT24C02)