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I2C

1 功能概述

本例程演示 I2C Driver 的基本功能与使用方法，使用 PAN271x 作为 I2C 主机对 AT24C32 EEPROM 进行读写操作。

2 环境准备

  • 硬件设备与线材：

    • PAN271x EVB 核心板与底板各一块

    • JLink 仿真器（用于烧录例程程序）

    • USB-TypeC 线一条（用于底板供电和查看串口打印 Log）

    • AT24C32 EEPROM 模块一个

    • 杜邦线数根或跳线帽数个（用于连接各个硬件设备）

  • 硬件接线：

    • 将 EVB 核心板插到底板上

    • 连接串口日志口：

      • 使用 USB-TypeC 线，将 PC USB 插口与 EVB 底板 USB->UART 插口相连

      • 使用杜邦线或跳线帽将 EVB 底板 J8 排针对 (P06 & TXD) 和 J9 排针对 (P05 & RXD) 分别短接起来（用作 log 输出）

    • 连接 AT24C32 EEPROM 模块：

      • EEPROM VCC 接 EVB 3.3V

      • EEPROM GND 接 EVB GND

      • EEPROM SCL 接 EVB P14（I2C0_SCL，对应 P1.4）

      • EEPROM SDA 接 EVB P13（I2C0_SDA，对应 P1.3）

    • 连接 Jlink，使用杜邦线将 JLink 仿真器的：

      • SWD_CLK 引脚与 EVB 底板的 P00 排针相连

      • SWD_DAT 引脚与 EVB 底板的 P01 排针相连

      • SWD_GND 引脚与 EVB 底板的 GND 排针相连

3 编译和烧录

例程位置：<PAN271x-DK>\01_SDK\samples\drivers\i2c

双击 Keil Project 文件打开工程进行编译烧录。

4 例程演示说明

  1. 烧录完成后，芯片会通过串口打印测试菜单：

    +--------------------------------------------------------------------------------------+
|                       PAN271x I2C Sample Code.                                      |
+--------------------------------------------------------------------------------------+
|    Press key to start specific testcase:                                            |
|                                                                                      |
|    Input '1'    Testcase 1 : Master  Send Data.                                     |
|    Input '2'    Testcase 2 : Master  Read  one byte  Data.                          |
|    Input '3'    Testcase 3 : Master  Write  multiple bytes  Data.                   |
|    Input '4'    Testcase 4 : Master  Read  multiple bytes  Data.                    |
+--------------------------------------------------------------------------------------+

  2. 串口输入字符‘1’，执行单字节写入测试：向 EEPROM 地址 0x0100 写入 0xA9。

    Master Send Data:

  3. 串口输入字符‘2’，执行单字节读取测试：从 EEPROM 地址 0x0100 读取 1 字节并打印。

    Master Receive Data:
Read data: 0xa9

  4. 串口输入字符‘3’，执行多字节写入测试：向 EEPROM 地址 0x0120 连续写入 10 字节数据。

    Master Write Multiple Bytes:

  5. 串口输入字符‘4’，执行多字节读取测试：从 EEPROM 地址 0x0120 连续读取 10 字节并打印。

    Master Read Multiple Bytes:
Read data: 0x0 0x11 0x22 0x33 0x44 0x55 0x66 0x77 0x88 0x99

说明：建议先执行测试 1 再执行 2，先执行测试 3 再执行 4，便于验证读写一致性。

5 RAM/Otp资源使用情况

  • Otp Size: 以 Keil 编译输出为准

  • RAM Size: 以 Keil 编译输出为准

6 底层接口说明（寄存器读写）

本例程调用了以下 4 个通用 I2C 接口：

bool I2C_WriteReg(uint8_t addr, uint16_t reg, I2C_RegWidth_t width, uint8_t data);
bool I2C_ReadReg(uint8_t addr, uint16_t reg, I2C_RegWidth_t width, uint8_t *data);
bool I2C_WriteRegs(uint8_t addr, uint16_t reg, I2C_RegWidth_t width, uint8_t *data, uint16_t len);
bool I2C_ReadRegs(uint8_t addr, uint16_t reg, I2C_RegWidth_t width, uint8_t *data, uint16_t len);

6.1 参数含义

  • addr：I2C 设备地址。本驱动按 8-bit 地址格式使用（最低位为 R/W 位），调用时通常传入左移后的地址值。

  • reg：器件内部寄存器地址（或 EEPROM 内部地址）。

  • width：寄存器地址位宽：

    • REG_8BIT：发送 1 字节寄存器地址

    • REG_16BIT：先发送高字节，再发送低字节

  • data：

    • 对写接口是待发送数据

    • 对读接口是接收缓冲区指针

  • len：连续读写字节数。

  • 返回值：true 表示事务成功，false 表示中途任一步失败（NACK/超时/状态异常）。

6.2 I2C_WriteReg：写 1 字节寄存器数据

执行流程：

  1. Start

  2. 发送 addr + Write

  3. 发送寄存器地址（16 位时先高后低）

  4. 发送 1 字节数据 data

  5. Stop

典型总线时序：

  • 8 位寄存器地址：S | Dev+W | A | RegL | A | Data | A | P

  • 16 位寄存器地址：S | Dev+W | A | RegH | A | RegL | A | Data | A | P

6.3 I2C_ReadReg：读 1 字节寄存器数据

执行流程：

  1. Start

  2. 发送 addr + Write

  3. 发送寄存器地址（定位要读的寄存器）

  4. Restart

  5. 发送 addr + Read

  6. 读取 1 字节，主机回 NACK（表示最后 1 字节）

  7. Stop

典型总线时序：

  • S | Dev+W | A | Reg... | A | Sr | Dev+R | A | Data | N | P

6.4 I2C_WriteRegs：连续写多个字节

执行流程：

  1. Start

  2. 发送 addr + Write

  3. 发送寄存器起始地址

  4. 连续发送 len 个数据字节

  5. Stop

典型总线时序：

  • S | Dev+W | A | Reg... | A | D0 | A | D1 | A | ... | Dn | A | P

6.5 I2C_ReadRegs：连续读多个字节

执行流程：

  1. Start

  2. 发送 addr + Write

  3. 发送寄存器起始地址

  4. Restart

  5. 发送 addr + Read

  6. 连续读取 len 字节：

    • 前 len-1 字节回 ACK（继续读取）

    • 最后 1 字节回 NACK（结束读取）

  7. Stop

典型总线时序：

  • S | Dev+W | A | Reg... | A | Sr | Dev+R | A | D0 | A | ... | Dn | N | P

6.6 使用注意事项

  • 地址格式：若器件手册给的是 7-bit 地址（如 0x50），本驱动调用时通常传入左移后的 8-bit 值（如 0xA0）。

  • REG_8BIT/REG_16BIT 必须与器件寄存器地址位宽匹配，否则会出现读写错位。

  • 连续写 EEPROM 需考虑页写限制（如页边界对齐）和写周期延时；本示例 AT24C32 驱动中写后增加了延时。

  • 调用连续读接口时，建议保证 len > 0，并确保缓冲区有效。