ESP32 开发笔记(三）源码示例 11_IIC_AT24C02 使用IIC总线实现EEPROM小容量数据储存测试

迷南。 2022-12-05 10:30 493阅读 0赞

开发板购买链接

[https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As&ft=t&id=626366733674][https_item.taobao.com_item.htm_spm_a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As_ft_t_id_626366733674]

[开发板简介][Link 1]  
[开发环境搭建 windows][windows]

ESP32例程为C语言开发，并非Python/Arduino/AT指令开发，基于ESP-IDF\_V4.2框架库，采用纯C语言开发，开发工具为Visual Studio Code

Android(安卓)例程全部为原生Android开发，例程全部支持到SDK版本29  Android 10.0(Q) 开发工具为Andirod Studio 4.0

PC源码例程为Visual Studio 2013开发，C++语言，基于MFC

送的MQTT账号，仅用于同学们开发测试，大家不要用到实际产品上，不定期更换密码，会在QQ群公布

以下列出的例程源码均编写完成（不断增加中），开发教程正在编写  
**基础例程：**  
    [0\_Hello Bug （ESP\_LOGX与printf）][0_Hello Bug _ESP_LOGX_printf]    工程模板/打印调试输出  
    [1\_LED][1_LED]                                                    LED亮灭控制         
   [ 2\_LED\_Task][2_LED_Task]                                          使用任务方式控制LED  
    [3\_LEDC\_PWM ][3_LEDC_PWM]                                     使用LEDC来控制LED实现呼吸灯效果  
    [4\_ADC\_LightR][4_ADC_LightR]                                      使用ADC读取光敏电阻实现光照传感  
    [5\_KEY\_Short\_Long][5_KEY_Short_Long]                              按钮长按短按实现  
    [6\_TouchPad\_Interrupt ][6_TouchPad_Interrupt]                         电容触摸中断实现  
    [7\_WS2812\_RMT][7_WS2812_RMT]                                  使用RMT实现RGB\_LED彩虹变色示例  
    [8\_DHT11\_RMT][8_DHT11_RMT]                                    使用RMT实现读取DHT11温湿度传感器  
    [9\_SPI\_SDCard][9_SPI_SDCard]                                    使用SPI总线实现TF卡文件系统示例  
    [10\_IIC\_ADXL345][10_IIC_ADXL345]                                使用IIC总线实现读取ADXL345角度加速度传感器  
    [11\_IIC\_AT24C02][11_IIC_AT24C02]                                 使用IIC总线实现小容量数据储存测试  
    [12\_IR\_Rev\_RMT][12_IR_Rev_RMT]                                使用RMT实现红外遥控接收解码（NEC编码）  
    [13\_IR\_Send\_RMT][13_IR_Send_RMT]                              使用RMT实现红外数据发送（NEC编码）  
    [14\_WIFI\_Scan][14_WIFI_Scan]                                    附近WIFI信号扫描示例      
    [15\_WIFI\_AP][15_WIFI_AP]                                        创建软AP示例  
    [16\_WIFI\_AP\_TCP\_Server][16_WIFI_AP_TCP_Server]                  在软AP模式下实现TCP服务端  
    [17\_WIFI\_AP\_TCP\_Client][17_WIFI_AP_TCP_Client]                   在软AP模式下实现TCP客户端  
    [18\_WIFI\_AP\_UDP][18_WIFI_AP_UDP]                              在软AP模式下实现UDP通讯  
    [19\_WIFI\_STA][19_WIFI_STA]                                      创建STA站模连接路由器  
    [20\_WIFI\_STA\_TCP\_Server][20_WIFI_STA_TCP_Server]                在站模式STA下实现TCP服务端  
    [21\_WIFI\_STA\_TCP\_Client ][21_WIFI_STA_TCP_Client]                在站模式STA下实现TCP客户端  
    [22\_WIFI\_STA\_UDP][22_WIFI_STA_UDP]                            在站模式STA下实现UDP通讯  
    [23\_LCD\_Test][23_LCD_Test]                                      LCD液晶触摸屏显示测试  
    [24\_XPT2046\_Touch\_Test][24_XPT2046_Touch_Test]                   电阻触摸XPT2046驱动测试触摸校正  
**ESP32应用例程**  
    Bluetooth\_RGBLight                          Android手机通过蓝牙控制RGB灯变色  
    Bluetooth\_Sensor                              Android手机通过蓝牙读取开发板姿态和温度湿度参数  
    Bluetooth\_Test                                   Android手机通过蓝牙与开发板通讯  
    Encryption\_MD5                                MD5加密  
    Encryption\_SHA1                              SHA1加密  
    Encryption\_SHA256                          SHA256加密  
    EncryptionDecrypt\_AES\_CBC          AES\_CBC加密  
    EncryptionDecrypt\_AES\_ECB          AES\_ECB加密  
    ESP32\_SmartConfig                         通过Android手机配置WIFI连网  
    HTTP\_GET\_Request\_Weather        HTTP Get请求天气预报  
    JSON\_Package                                创建JSON数据包  
    JSON\_Parsing                                  解析JSON数据包  
    LCD JPEG\_Effect                             解码JGEG图片特效显示  
    MQTT                                                MQTT通讯测试  
**Android（安卓）工具源码  
 **   ESP32\_Bluetooth\_Chat                   Android通过蓝牙与开发板通讯测试  
    ESP32\_Bluetooth\_RGBLight           Android通过蓝牙控制开发板RGB灯  
    ESP32\_Bluetooth\_Sensor               Android通过蓝牙读取开发板3D姿态和温度湿度数据  
    ESP32\_SmartConfig                       Android手机配置WIFI配网  
    MQTT\_Test                                     Android与开发板通过MQTT协议通讯  
    TCP\_Client                                     Android作为TCP客户端与开发板通讯   
    UDP\_Client                                     Android通过UDP协议与开发板通讯  
**PC(Visual Studio 2013 C++ MFC)工具源码**  
    MQTT\_调试助手                                 PC通过MQTT与开发板通讯  
    TCP 调试助手                                     PC通过TCP服务器/客户端与开发板通讯  
    UDP 调试助手                                     PC通过UDP与开发板通讯  
**LVGL源码**     
    LVGL\_Full\_Test                                  LVGL官方例程（使用到了大分部控件）  
    LVGL\_Arc\_Test                                  圆弧指示器通过触摸动态改变值  
    LVGL\_Bar\_Test                                  通过动画方式动态演示Bar进度条的使用方法  
    LVGL\_Button\_Test                             通过5种不同动态效果的按钮学习按钮的创建与使用  
    LVGL\_ButtonMatrix\_Test                   创建一个计算器布局来演示矩阵按钮控件的使用  
    LVGL\_Calendar\_Test                         日历控件的创建和使用  
    LVGL\_Canvas\_Test                           透明画布和画一个圆角过渡色矩形并旋转角度学习画布的使用  
    LVGL\_Chart\_Test                               通过创建三个不同风格的图表来学习图表控件的使用  
    LVGL\_Checkbox\_Test                        学习复选框控件的创建和使用  
    LVGL\_ColorPicker\_Test                     创建一个颜色选择器并动态显示当前颜色的RGB值  
    LVGL\_Container\_Test                        在内容控件上动态创建三个文本标签学习内容控件的自适应布局  
    LVGL\_Drop\_down\_List\_Test              创建三个不同类型的下拉选择控件  
    LVGL\_Gauge\_Test                             创建一个动态仪表和静态多指针仪表  
    LVGL\_Image\_Test                              通过四个滑动条控件控制图片颜色的变化来学习图像控件的使用  
    LVGL\_ImageButton\_Test                  创建一个图片背景的图像按钮  
    LVGL\_Keyboard\_Test                       通过一个文本输入框控件还学习键盘控件的调用关闭设置  
    LVGL\_Label\_Test                              创建内容颜色可变，长文本滚动展示，带阴影3D效果三个标签控件  
    LVGL\_LED\_Test                                创建三个LED，学习LED控件的调光，颜色，开关的设置  
    LVGL\_Line\_Test                                通过二维数组创建一段折线来演示线控件的使用  
    LVGL\_LineMeter\_Test                      创建两个不同的线段弧形指示器动态展示数据  
    LVGL\_List\_Test                                 创建一个带图标的列表控件  
    LVGL\_MessageBox\_Test                  创建一个带按钮的消息框控件  
    LVGL\_ObjectMask\_Test                    创建一个变幻色的文本学习蒙版遮罩效果  
    LVGL\_Page\_Test                            学习页面控件的使用  
    LVGL\_Roller\_Test                           通过示例学习滑动列表选择器控件  
    LVGL\_Slider\_Test                           创建一个单向和一个双向滑动条控件  
    LVGL\_Spinbox\_Test                        学习微调控件的使用  
    LVGL\_Spinner\_Test                        创建三个不同的环形加载器  
    LVGL\_Switch\_Test                          创建两个不同的开关控件  
    LVGL\_Table\_Test                            创建一个简单的表格  
    LVGL\_Tabview\_Test                       实现三页的页面切换学习Tabview控件  
    LVGL\_Textarea\_Test                       长按实现打字机效果的Textarea控件  
    LVGL\_Tileview\_Test                        实现四面环形触摸切换的Tileview控件  
    LVGL\_Window\_Test                        创建一个窗口，带设置子窗口学习窗口控件的使用

**IIC 简介**  
IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接  
微控制器及其外围设备。它是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。  
在 CPU 与被控 IC 之间、 IC 与 IC 之间进行双向传送， 高速 IIC 总线一般可达 400kbps 以上。  
I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答  
信号。  
开始信号： SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。  
结束信号： SCL 为高电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。  
应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，  
表示已收到数据。 CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号， CPU 接  
收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为  
受控单元出现故障。  
这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。 IIC 总线时序图如  
图所示：  
![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

**AT24C02简介**

AT24C02是一个2K位串行CMOS E2PROM， 内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个8字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。

总线数据传送协议I2C，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，由于A0、A1和A2可以组成000~111八种情况，即通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上，通过进行不同的配置进行选择器件。

**引脚说明**

**SCL 串行时钟：**AT24C02串行时钟输入管脚用于产生器件所有数据发送或接收的时钟，这是一个输入管脚。

**SDA ****串行数据****/地址：**AT24C02 双向串行数据/地址管脚用于器件所有数据的发送或接收，SDA 是一个开漏输出管脚，可与其它开漏输出或集电极开路输出进行线或（wire-OR）。

**A0****、****A1****、****A2 器件地址输入端：**这些输入脚用于多个器件级联时设置器件地址，当这些脚悬空时默认值为0。当使用AT24C02 时最大可级联8个器件。如果只有一个AT24C02被总线寻址，这三个地址输入脚（A0、A1、A2 ）可悬空或连接到Vss or GND。

**WP写保护：**如果WP管脚连接到Vcc，所有的内容都被写保护只能读。当WP管脚连接到Vss or GND 或悬空允许器件进行正常的读/写操作

# 一、硬件设计/原理 #

查看开发板原理图，IIC的SDA接到了ESP32模块的GPIO22，IIC的SCL接到了ESP32模块的GPIO21引脚，INT引脚因为GPIO数量紧张所有未接主控。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

# 二、程序设计 #

先引用必要头文件

// AT24C02 Example
    
    #include "freertos/FreeRTOS.h"
    #include "freertos/task.h"
    #include "esp_system.h"
    #include "esp_log.h"
    #include "nvs_flash.h"
    #include "driver/gpio.h"
    #include "at24cxx.h"

定义数据线GPIO

#define SCL_PIN		GPIO_NUM_21
    #define SDA_PIN		GPIO_NUM_22

读取写入缓存

//要写入到24c02的字符串数组
    const uint8_t TEXT_Buffer[]={"ESP32 HelloBug IIC TEST"};
    #define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)
    uint8_t datatemp[SIZE];

主函数开启一个任务

void app_main() {
    	ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");
    
    	ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());
    	xTaskCreate(&AT24C02_Task,	//pvTaskCode
    			"sensorTask",//pcName
    			4096,//usStackDepth
    			NULL,//pvParameters
    			4,//uxPriority
    			NULL//pxCreatedTask
    			);
    
    }

任务函数中负责IIC初始化，芯片初始化和读写测试

static void AT24C02_Task(void *pvParameters) {
    	uint8_t ret = 0;
    	Init_AT24CXX(SDA_PIN,SCL_PIN);
    	while(AT24CXX_Check()){//检测不到24c02
    		ESP_LOGI(TAG,"24C02 Check Failed!\r\n");
    		vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);
    		ESP_LOGI(TAG,"Please Check!      \r\n");
    		vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);
    	}
    	ESP_LOGI(TAG,"Start Write 24C02....\r\n");
    	AT24CXX_Write(0,(uint8_t*)TEXT_Buffer,SIZE);
    	ESP_LOGI(TAG,"24C02 Write Finished!\r\n");//提示传送完成
    
    	ESP_LOGI(TAG,"Start Read 24C02.... \r\n");
    	AT24CXX_Read(0,datatemp,SIZE);
    	ESP_LOGI(TAG,"The Data Readed Is: %s \r\n",datatemp);//提示传送完成
    	ESP_LOGI(TAG,"Test ok\n");
    	while (1) {
    		vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);
    	}
    }

初始化IIC

//初始化IIC
    void Init_AT24CXX(uint8_t sdaPin, uint8_t sclPin)
    {
        i2c_config_t conf;                          //I2C 配置结构体
        conf.mode = I2C_MODE_MASTER;                //I2C 模式
        conf.sda_io_num = sdaPin;                   //SDA IO映射
        conf.sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE;    //SDA IO模式
        conf.scl_io_num = sclPin;                   //SCL IO映射
        conf.scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE;    //SCL IO模式
        conf.master.clk_speed = 200000;             //I2C CLK频率
        i2c_param_config(I2C_NUM_1, &conf);    //设置I2C1
        //注册I2C1服务即使能
        i2c_driver_install(I2C_NUM_1, conf.mode,I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE,I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE,0);
    }

检查AT24C02是否在线

//检查AT24CXX是否正常
    //这里用了24XX的最后一个地址(255)来存储标志字.
    //如果用其他24C系列,这个地址要修改
    //返回1:检测失败
    //返回0:检测成功
    uint8_t AT24CXX_Check(void)
    {
    	uint8_t temp;
    	temp = AT24CXX_ReadOneByte(255);//避免每次开机都写AT24CXX
    	ESP_LOGI(TAG,"AT24CXX_Check : %02X \r\n",temp);
    
    	if(temp==0x55){
    		return 0;
    	}else{//排除第一次初始化的情况
    		AT24CXX_WriteOneByte(255,0x55);
    		temp = AT24CXX_ReadOneByte(255);
    		if(temp == 0X55)return 0;
    	}
    	return 1;
    }

IIC读取/写入字节函数

//在AT24CXX指定地址读出一个数据
    //ReadAddr:开始读数的地址  
    //返回值  :读到的数据
    uint8_t AT24CXX_ReadOneByte(uint16_t ReadAddr)
    {
    	esp_err_t ret = 0;
    	uint8_t data = 0;
        i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
        i2c_master_start(cmd);
    	if(EE_TYPE > AT24C16){
    		i2c_master_write_byte(cmd, (SensorAdd << 1) | I2C_MASTER_WRITE, ACK_CHECK_EN);//发送写命令
    		i2c_master_write_byte(cmd, ReadAddr>>8, ACK_CHECK_EN);//发送高地址
    	}else{
    		i2c_master_write_byte(cmd, 0XA0+((ReadAddr/256)<<1), ACK_CHECK_EN);//发送器件地址0XA0,写数据
    	}
    	i2c_master_write_byte(cmd, ReadAddr%256, ACK_CHECK_EN);//发送低地址
        i2c_master_start(cmd);
    	i2c_master_write_byte(cmd, (SensorAdd << 1) | I2C_MASTER_READ, ACK_CHECK_EN);
        i2c_master_read_byte(cmd, &data, NACK_VAL);
        i2c_master_stop(cmd);
        ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
        i2c_cmd_link_delete(cmd);
    	return data;
    }
    //在AT24CXX指定地址写入一个数据
    //WriteAddr  :写入数据的目的地址
    //DataToWrite:要写入的数据
    void AT24CXX_WriteOneByte(uint16_t WriteAddr,uint8_t DataToWrite)
    {
    	esp_err_t ret = 0;
        i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
        i2c_master_start(cmd);
    	if(EE_TYPE > AT24C16){
    		i2c_master_write_byte(cmd, (SensorAdd << 1) | I2C_MASTER_WRITE, ACK_CHECK_EN);//发送写命令
    		i2c_master_write_byte(cmd, WriteAddr>>8, ACK_CHECK_EN);//发送高地址
    	}else{
    		i2c_master_write_byte(cmd, 0XA0+((WriteAddr/256)<<1), ACK_CHECK_EN);//发送器件地址0XA0,写数据
    	}
    	i2c_master_write_byte(cmd, WriteAddr%256, ACK_CHECK_EN);//发送低地址
    	i2c_master_write_byte(cmd, DataToWrite, ACK_CHECK_EN);
        i2c_master_stop(cmd);
        ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_1, cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);
        i2c_cmd_link_delete(cmd);
    	vTaskDelay(10 / portTICK_RATE_MS);
    }

# 三、下载测试 #

打开ESP-IDF Command Prompt

cd命令进入此工程目录

cd F:\ESP32_DevBoard_File\11_IIC_AT24C02

查看电脑设备管理器中开发板的串口号

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][]

执行idf.py -p COM9 flash monitor从串口9下载并运行打开口显示设备调试信息   Ctrl+c退出运行

可以查看串口数据输出测试结果

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2NuaWNmaG51aQ_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

[https_item.taobao.com_item.htm_spm_a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As_ft_t_id_626366733674]: https://item.taobao.com/item.htm?spm=a2oq0.12575281.0.0.50111deb2Ij1As&ft=t&id=626366733674
[Link 1]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108343442
[windows]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108405073
[0_Hello Bug _ESP_LOGX_printf]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108372259
[1_LED]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108407571
[2_LED_Task]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108444839
[3_LEDC_PWM]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108445470
[4_ADC_LightR]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108465952
[5_KEY_Short_Long]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108483871
[6_TouchPad_Interrupt]: https://blog.csdn.net/cnicfhnui/article/details/108489470
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