STM32基于标准库软件I2C方式操作AT24C32+DS1307时钟模块

STM32基于标准库软件I2C方式操作AT24C32+DS1307时钟模块

• 📌相关篇《STM32基于STM32CubeMX DMA + EXTI读取DS1307数据》

🔖本文是采用软件I2C方式，实现驱动的，如果移植到STM32其他型号单片机上，同是使用标准库下，移植难度不大，本工程是基于STM32F103VE.

• 🎯本工程经实物验证没有问题。

• 🔖DS1307时钟模块
  

• 🚩特别注意：该模块一定要是5V供电才行！！！否则读取的数据不对。
  

• 📜DS1307寄存器：
  

• 📜串口打印信息：
  

• 🍁软件I2C引脚定义

#define IIC_SCL    PCout(12) //SCL：PC12
#define IIC_SDA    PCout(11) //SDA：PC11

⛳DS1307功能说明

• 🌿寄存器地址0x00,的第7位是时钟停止位CH。当该Bit位为1时，时间振荡器会被禁止，该位清零时，振荡器会使能。（如果发现不走时，应该将该位清零）
• 🌿DS1307除了可以输出时间信息外，它的SQW/OUT引脚还可以输出指定的时钟频率以及1HZ的方波。
• 🔧DS1307时钟输出使能设置。只需在IIC_Init();初始化后面向DS1307指定寄存器写入相应的值。

Write1307(0x07,FOSC_MODE);

• • 🔖FOSC_MODE参数:0x10->SQW/OUT引脚输出1Hz方波
    0x11->4.096KHz
    0x12 ->8.192KHz;
    0x13 ->32.768KHz

• 🔨数据类型转换

DS1307内部是按照BCD码进行存储的，读取和写入都要进行转换。

• 📑BCD转BIN函数

static unsigned char BCD2BIN( unsigned char data )
{//  return ( ( value & 0x0F ) + ( ( ( value & 0xF0 ) >> 0x04 ) * 0x0A ) );unsigned char high, low;high = ( data >> 4 ) & 0x0F;low = data & 0x0F;return ( ( high * 10 ) + low );
}

• 🌿BIN转BCD函数

static uint8_t BIN2BCD( uint8_t value )
{uint8_t m, n;uint8_t bcd;bcd = value;if( value >= 10 ){m = value / 10;n = value % 10;bcd = ( m << 4 ) | n ;}
//   return ( ( ( value / 0x0A ) << 0x04 ) & 0xF0 ) | ( ( value % 0x0A ) & 0x0F );
//   return  ( ( value / 10 ) << 4 ) | ( value % 10 );
//    return ( value % 10 + ( ( value / 10 ) << 4 ) );return bcd;
}

• 🚩数据有效位操作方法参考

void get_time( TIME* TM )
{unsigned char i, data[7];for( i = 0; i < 7; i++ ){data[i] = DS1307_read( i );}TM->s = BCD2BIN( data[0] & 0x7F ); //屏蔽第七位，改为位使能时间工作位TM->m = BCD2BIN( data[1] & 0x7F ); //屏蔽第七位
//0x02:bit6是定义12小时或24小时模式选择位。当该位置1时，时钟被定义为12小时模式if( ( data[2] & ( 1 << 6 ) ) != 0 )    TM->h = BCD2BIN( data[2] & 0x1F ); //12小时模式else TM->h = BCD2BIN( data[2] & 0x3F ); //24小时模式TM->dy = BCD2BIN( data[3] & 0x07 ); //周WeekTM->dt = BCD2BIN( data[4] & 0x3F ); //日TM->mt = BCD2BIN( data[5] & 0x1F ); //月TM->yr = BCD2BIN( data[6] & 0xFF ); //年}

📓驱动AT24Cxx功能

• 🌿24cxx.c文件

#include "24cxx.h"
#include "delay.h"//初始化IIC接口
void AT24CXX_Init(void)
{IIC_Init();IIC_SDA = 1;IIC_SCL = 1;
}
//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
u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr)
{u8 temp = 0;IIC_Start();if (EE_TYPE > AT24C16){IIC_Send_Byte(0XA0);       //发送写命令IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(ReadAddr >> 8); //发送高地址}else IIC_Send_Byte(0XA0 + ((ReadAddr / 256) << 1)); //发送器件地址0XA0,写数据IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(ReadAddr % 256); //发送低地址IIC_Wait_Ack();IIC_Start();IIC_Send_Byte(0XA1);           //进入接收模式IIC_Wait_Ack();temp = IIC_Read_Byte(0);IIC_Stop();//产生一个停止条件return temp;
}
//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(u16 WriteAddr, u8 DataToWrite)
{IIC_Start();if (EE_TYPE > AT24C16){IIC_Send_Byte(0XA0);        //发送写命令IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(WriteAddr >> 8); //发送高地址}else{IIC_Send_Byte(0XA0 + ((WriteAddr / 256) << 1)); //发送器件地址0XA0,写数据}IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(WriteAddr % 256); //发送低地址IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(DataToWrite);     //发送字节IIC_Wait_Ack();IIC_Stop();//产生一个停止条件delay_ms(10);
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入长度为Len的数据
//该函数用于写入16bit或者32bit的数据.
//WriteAddr  :开始写入的地址
//DataToWrite:数据数组首地址
//Len        :要写入数据的长度2,4
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr, u32 DataToWrite, u8 Len)
{u8 t;for (t = 0; t < Len; t++){AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr + t, (DataToWrite >> (8 * t)) & 0xff);}
}//在AT24CXX里面的指定地址开始读出长度为Len的数据
//该函数用于读出16bit或者32bit的数据.
//ReadAddr   :开始读出的地址
//返回值     :数据
//Len        :要读出数据的长度2,4
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr, u8 Len)
{u8 t;u32 temp = 0;for (t = 0; t < Len; t++){temp <<= 8;temp += AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr + Len - t - 1);}return temp;
}
//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
u8 AT24CXX_Check(void)
{u8 temp;temp = AT24CXX_ReadOneByte(255); //避免每次开机都写AT24CXXif (temp == 0x36)return 0;else//排除第一次初始化的情况{AT24CXX_WriteOneByte(255, 0x36);temp = AT24CXX_ReadOneByte(255);if (temp == 0x36)return 0;}return 1;
}//在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据
//ReadAddr :开始读出的地址 对24c02为0~255
//pBuffer  :数据数组首地址
//NumToRead:要读出数据的个数
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr, u8 *pBuffer, u16 NumToRead)
{while (NumToRead){*pBuffer++ = AT24CXX_ReadOneByte(ReadAddr++);NumToRead--;}
}
//在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据
//WriteAddr :开始写入的地址 对24c02为0~255
//pBuffer   :数据数组首地址
//NumToWrite:要写入数据的个数
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr, u8 *pBuffer, u16 NumToWrite)
{while (NumToWrite--){AT24CXX_WriteOneByte(WriteAddr, *pBuffer);WriteAddr++;pBuffer++;}
}

• 🌿24cxx.h文件

#ifndef __24CXX_H
#define __24CXX_H
#include "myiic.h"   #define AT24C01		127
#define AT24C02		255
#define AT24C04		511
#define AT24C08		1023
#define AT24C16		2047
#define AT24C32		4095
#define AT24C64	    8191
#define AT24C128	16383
#define AT24C256	32767//DS1307模块上所使用的是24c32，所以定义EE_TYPE为AT24C32
#define EE_TYPE AT24C32	//需要根据模块具体型号选择u8 AT24CXX_ReadOneByte(u16 ReadAddr);							//指定地址读取一个字节
void AT24CXX_WriteOneByte(u16 WriteAddr,u8 DataToWrite);		//指定地址写入一个字节
void AT24CXX_WriteLenByte(u16 WriteAddr,u32 DataToWrite,u8 Len);//指定地址开始写入指定长度的数据
u32 AT24CXX_ReadLenByte(u16 ReadAddr,u8 Len);					//指定地址开始读取指定长度数据
void AT24CXX_Write(u16 WriteAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToWrite);	//从指定地址开始写入指定长度的数据
void AT24CXX_Read(u16 ReadAddr,u8 *pBuffer,u16 NumToRead);   	//从指定地址开始读出指定长度的数据u8 AT24CXX_Check(void);  //检查器件
void AT24CXX_Init(void); //初始化IIC#endif

📓软件I2C驱动代码以及ds1307驱动

• 🌿myiic.c文件

#include "myiic.h"
#include "delay.h"//初始化IIC
void IIC_Init(void)
{					     GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;RCC_APB2PeriphClockCmd(	RCC_APB2Periph_GPIOC, ENABLE );	GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_Out_PP ;   //推挽输出GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;GPIO_Init(GPIOC, &GPIO_InitStructure);GPIO_SetBits(GPIOC,GPIO_Pin_11|GPIO_Pin_12); 	//PB10,PB11 输出高
}
//产生IIC起始信号
void IIC_Start(void)
{SDA_OUT();     //sda线输出IIC_SDA=1;	  	  IIC_SCL=1;delay_us(4);IIC_SDA=0; delay_us(4);IIC_SCL=0;//钳住I2C总线，准备发送或接收数据 
}	  
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{SDA_OUT();//sda线输出IIC_SCL=0;IIC_SDA=0;delay_us(4);IIC_SCL=1; IIC_SDA=1;//发送I2C总线结束信号delay_us(4);							   	
}
//等待应答信号到来
//返回值：1，接收应答失败
//        0，接收应答成功
u8 IIC_Wait_Ack(void)
{u8 ucErrTime=0;SDA_IN();      //SDA设置为输入  IIC_SDA=1;delay_us(1);	   IIC_SCL=1;delay_us(1);	 while(READ_SDA){ucErrTime++;if(ucErrTime>250){IIC_Stop();return 1;}}IIC_SCL=0;//时钟输出0 	   return 0;  
} 
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=0;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}
//不产生ACK应答		    
void IIC_NAck(void)
{IIC_SCL=0;SDA_OUT();IIC_SDA=1;delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2);IIC_SCL=0;
}					 				     
//IIC发送一个字节
//返回从机有无应答
//1，有应答
//0，无应答			  
void IIC_Send_Byte(u8 txd)
{                        u8 t;   SDA_OUT(); 	    IIC_SCL=0;//拉低时钟开始数据传输for(t=0;t<8;t++){              IIC_SDA=(txd&0x80)>>7;//发最高位txd<<=1; 	  delay_us(2);IIC_SCL=1;delay_us(2); IIC_SCL=0;	delay_us(2);}	 
} 	    
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack)
{unsigned char i,receive=0;SDA_IN();//SDA设置为输入for(i=0;i<8;i++ ){IIC_SCL=0; delay_us(2);IIC_SCL=1;receive<<=1;if(READ_SDA)receive++;   delay_us(2); }					 if (!ack)IIC_NAck();//发送nACKelseIIC_Ack(); //发送ACK   return receive;
}
unsigned char Write1307(unsigned char add,unsigned char dat)//写一字节到对应地址去
{unsigned char temp;//转BCD码再写入1307temp=dat/10; temp<<=4;temp=dat%10+temp;IIC_Start();IIC_Send_Byte(0xD0);     IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte(add);   IIC_Wait_Ack();    IIC_Send_Byte(temp); IIC_Wait_Ack(); //此处必须还要有这个应答信号，否则时分秒周无法设置进去    IIC_Stop();  return (0);
}
unsigned char Read1307(unsigned char add)
{unsigned char temp;unsigned char dat;IIC_Start();IIC_Send_Byte(0xD0);IIC_Wait_Ack();IIC_Send_Byte( add);IIC_Wait_Ack();IIC_Stop(); IIC_Start();IIC_Send_Byte(0xD1);IIC_Wait_Ack(); dat=IIC_Read_Byte(add); IIC_NAck();IIC_Stop();
//  BCD转为16进制temp=dat/16;dat=dat%16;dat=dat+temp*10;return(dat);
}

• 🌿myiic.h文件

#ifndef __MYIIC_H
#define __MYIIC_H
#include "sys.h"//IO方向设置
#define SDA_IN()  {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=8<<12;}
#define SDA_OUT() {GPIOC->CRH&=0XFFFF0FFF;GPIOC->CRH|=3<<12;}//IO操作函数	 
#define IIC_SCL    PCout(12) //SCL
#define IIC_SDA    PCout(11) //SDA	 
#define READ_SDA   PCin(11)  //输入SDA //IIC所有操作函数
void IIC_Init(void);                //初始化IIC的IO口				 
void IIC_Start(void);				//发送IIC开始信号
void IIC_Stop(void);	  			//发送IIC停止信号
void IIC_Send_Byte(u8 txd);			//IIC发送一个字节
u8 IIC_Read_Byte(unsigned char ack);//IIC读取一个字节
u8 IIC_Wait_Ack(void); 				//IIC等待ACK信号
void IIC_Ack(void);					//IIC发送ACK信号
void IIC_NAck(void);				//IIC不发送ACK信号void IIC_Write_One_Byte(u8 daddr,u8 addr,u8 data);
u8 IIC_Read_One_Byte(u8 daddr,u8 addr);	  
unsigned char Read1307(unsigned char add);
unsigned char Write1307(unsigned char add,unsigned char dat);#endif

📝主程序代码

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "24cxx.h"
#include "myiic.h"//#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)
u8 WriteBuffer[] = "Hi!STM32f103ve";
#define WriteAddr ((u16)0x0000)#define countof(a) (sizeof(a) / sizeof(*(a)))
#define BufferSize1             (countof(WriteBuffer)-1)
u8 Read_Buffer[BufferSize1];int main(void)
{int second, minute, hour, week, day, month, year;delay_init();            //延时函数初始化NVIC_Configuration();    //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(9600);        //串口初始化为9600AT24CXX_Init();           //IIC初始化if (AT24CXX_Check()) {//检测不到24cxxprintf("AT24Cxx检测不正常!\r\n");delay_ms(500);}else{//检测AT24C02是否正常printf("AT24Cxx检测正常!\r\n");AT24CXX_Write(WriteAddr,WriteBuffer,BufferSize1);delay_ms(500);AT24CXX_Read(WriteAddr,Read_Buffer,BufferSize1);}/*设置时间到DS1307中启用*/
//    Write1307(0x00, 0x00);
//    Write1307(0x01, 0x00);
//    Write1307(0x02, 0x00);
//    Write1307(0x03, 0x00);
//    Write1307(0x04, 0x0b);
//    Write1307(0x05, 0x09);
//    Write1307(0x06, 0x12);while (1) {second = Read1307(0x00);minute = Read1307(0x01);hour = Read1307(0x02);week = Read1307(0x03);day = Read1307(0x04);month = Read1307(0x05);year = Read1307(0x06);printf("%02d-02%d-%02d %02d:%02d:%02d \r\n", year, month, day, hour, minute, second);printf("AT24CXX_Read= %s \r\n", Read_Buffer);delay_ms(1000);}
}

📚工程源码

• 🍁对于文中所提供的相关资源链接将作不定期更换。

链接: https://pan.baidu.com/s/1NQSqXEy13mTHsEL5Wv89aQ
提取码: pje7

• 🌴更新（2023-7-28）

• 👉🏻根据ds1307数据位的有效行进行调整。
  

#include "delay.h"
#include "sys.h"
#include "usart.h"
#include "24cxx.h"
#include "myiic.h"//#define SIZE sizeof(TEXT_Buffer)
u8 WriteBuffer[] = "Hi!STM32f103";
#define WriteAddr ((u16)0x0000)#define countof(a) (sizeof(a) / sizeof(*(a)))
#define BufferSize1             (countof(WriteBuffer)-1)
u8 Read_Buffer[BufferSize1];
static uint8_t bcd_to_binary(uint8_t value)
{return (((value & 0xf0) >> 4) * 10) + (value & 0x0f);
}
int main(void)
{u8 second, minute, hour, week, day, month, year;delay_init();            //延时函数初始化NVIC_Configuration();    //设置NVIC中断分组2:2位抢占优先级，2位响应优先级uart_init(115200);        //串口初始化为115200AT24CXX_Init();           //IIC初始化if(AT24CXX_Check()){//检测不到24cxxprintf("AT24Cxx检测不正常!\r\n");delay_ms(500);}else{//检测AT24C02是否正常printf("AT24Cxx检测正常!\r\n");AT24CXX_Write(WriteAddr, WriteBuffer, BufferSize1);delay_ms(500);AT24CXX_Read(WriteAddr, Read_Buffer, BufferSize1);}/*设置时间到DS1307中启用*/
//		Write1307(0x00, 00);
//    Write1307(0x00, 10);
//    Write1307(0x01, 35);
//    Write1307(0x02, 13);
//    Write1307(0x03, 4);
//    Write1307(0x04, 27);
//    Write1307(0x05, 7);
//    Write1307(0x06, 23);while(1){second = Read1307(0x00);minute = Read1307(0x01);hour = Read1307(0x02);week = Read1307(0x03);day = Read1307(0x04);month = Read1307(0x05);year = Read1307(0x06);second = bcd_to_binary(second & 0x7F);//只读取有效位，下同minute = bcd_to_binary(minute & 0x7F);hour = bcd_to_binary(hour & 0x3F);day =  bcd_to_binary(day & 0x3F);week = bcd_to_binary(week & 0x07);month = bcd_to_binary(month & 0x1F);year = bcd_to_binary(year & 0xff);printf("%02d-%02d-%02d %02d:%02d:%02d T:%02d\r\n", year, month, day, hour, minute, second, week);//        printf("AT24CXX_Read= %s \r\n", Read_Buffer);delay_ms(1000);delay_ms(1000);delay_ms(1000);}
}

链接：https://pan.baidu.com/s/13oLPFEcTFTjB6oiJcD27VQ 
提取码：5awh

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