基于GD32F450芯片的IIC读写EEPROM详解

GD32F450是一款高性能的ARM Cortex-M4微控制器，具有丰富的外设和接口，包括IIC接口。EEPROM是一种非易失性存储器，可以在掉电时保持数据不丢失。在这篇文章中，我们将详细讲解如何使用GD32F450的IIC接口读写EEPROM。

1. IIC接口简介

IIC（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，由Philips公司开发。它可以实现多个设备在同一总线上进行通信，并且支持高速数据传输。IIC总线由两根线组成，一根是时钟线（SCL），另一根是数据线（SDA）。IIC总线上的每个设备都有一个唯一的地址，用于标识该设备。IIC总线上的通信可以是主从模式或者多主模式。

2. EEPROM简介

EEPROM（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）是一种非易失性存储器，可以在掉电时保持数据不丢失。EEPROM的存储单元可以被反复擦写和编程，因此可以用于存储程序代码和数据。EEPROM的读取速度相对较慢，但是具有低功耗、可靠性高等优点。

3. GD32F450的IIC接口

GD32F450的IIC接口有两个，分别为I2C0和I2C1。这两个接口都支持标准模式、快速模式和高速模式，可以通过软件配置选择不同的模式。I2C0接口的时钟源可以选择系统时钟或者外部时钟，而I2C1接口的时钟源只能选择系统时钟。在使用IIC接口读写EEPROM时，需要注意EEPROM的地址和字节数的配置，以及IIC接口的初始化和读写操作。

4. IIC读写EEPROM的步骤

（1）初始化IIC接口，配置EEPROM的地址和字节数。

（2）发送起始信号和设备地址，判断是否有设备应答。

（3）发送EEPROM的读写地址，判断是否有设备应答。

（4）发送数据，判断是否有设备应答。

（5）发送停止信号。

（6）读取数据。

5. 代码示例

下面是使用GD32F450的IIC接口读写EEPROM的代码示例：

#include "gd32f4xx.h"

#define EEPROM_ADDRESS 0xA0  // EEPROM地址
#define EEPROM_SIZE 256      // EEPROM大小

void i2c_init(void)
{
    rcu_periph_clock_enable(RCU_I2C0);     // 使能I2C0时钟
    i2c_clock_config(I2C0, 100000, 0x00, I2C_DTCY_2);    // 配置I2C0时钟
    i2c_mode_config(I2C0, I2C_MODE_I2C);   // 配置I2C0为标准模式
    i2c_enable(I2C0);                      // 使能I2C0
}

void eeprom_write(uint16_t address, uint8_t data)
{
    i2c_start_on_bus(I2C0, I2C_SEND);     // 发送起始信号
    i2c_master_addressing(I2C0, EEPROM_ADDRESS, I2C_TRANSMITTER);    // 发送设备地址
    while(!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY));  // 等待I2C总线空闲
    if(i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ACKFAIL))   // 判断设备是否应答
    {
        i2c_stop_on_bus(I2C0);  // 发送停止信号
        return;
    }
    i2c_master_transmit(I2C0, address >> 8);   // 发送EEPROM的高地址
    while(!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CTBE));    // 等待数据发送完成
    i2c_master_transmit(I2C0, address & 0xFF); // 发送EEPROM的低地址
    while(!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CTBE));
    i2c_master_transmit(I2C0, data);    // 发送数据
    while(!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CTBE));
    i2c_stop_on_bus(I2C0);  // 发送停止信号
}

uint8_t eeprom_read(uint16_t address)
{
    uint8_t data = 0;
    i2c_start_on_bus(I2C0, I2C_SEND);     // 发送起始信号
    i2c_master_addressing(I2C0, EEPROM_ADDRESS, I2C_TRANSMITTER);    // 发送设备地址
    while(!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY));  // 等待I2C总线空闲
    if(i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ACKFAIL))   // 判断设备是否应答
    {
        i2c_stop_on_bus(I2C0);  // 发送停止信号
        return 0;
    }
    i2c_master_transmit(I2C0, address >> 8);   // 发送EEPROM的高地址
    while(!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CTBE));    // 等待数据发送完成
    i2c_master_transmit(I2C0, address & 0xFF); // 发送EEPROM的低地址
    while(!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CTBE));
    i2c_start_on_bus(I2C0, I2C_RECEIVE);  // 发送起始信号
    i2c_master_addressing(I2C0, EEPROM_ADDRESS, I2C_RECEIVER);    // 发送设备地址
    while(!i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_I2CBSY));  // 等待I2C总线空闲
    if(i2c_flag_get(I2C0, I2C_FLAG_ACKFAIL))   // 判断设备是否应答
    {
        i2c_stop_on_bus(I2C0);  // 发送停止信号
        return 0;
    }
    i2c_ack_config(I2C0, I2C_ACK_DISABLE);   // 禁止应答
    i2c_stop_on_bus(I2C0);  // 发送停止信号
    data = i2c_receive_data(I2C0);  // 读取数据
    return data;
}

int main(void)
{
    uint16_t address = 0;
    uint8_t data = 0;
    i2c_init();     // 初始化IIC接口
    for(address = 0; address < EEPROM_SIZE; address++)
    {
        eeprom_write(address, address); // 写入数据
    }
    for(address = 0; address < EEPROM_SIZE; address++)
    {
        data = eeprom_read(address);    // 读取数据
        printf("%d ", data);
    }
    return 0;
}

6. 总结

使用GD32F450的IIC接口读写EEPROM可以实现非易失性存储器的数据读写，具有重要的应用价值。在使用IIC接口读写EEPROM时，需要注意EEPROM的地址和字节数的配置，以及IIC接口的初始化和读写操作。通过上面的代码示例，我们可以更好地理解如何使用GD32F450的IIC接口读写EEPROM。