第十八章 I2C通信测试

单芯片解决方案，开启全新体验——W55MH32 高性能以太网单片机

W55MH32是WIZnet重磅推出的高性能以太网单片机，它为用户带来前所未有的集成化体验。这颗芯片将强大的组件集于一身，具体来说，一颗W55MH32内置高性能Arm® Cortex-M3核心，其主频最高可达216MHz；配备1024KB FLASH与96KB SRAM，满足存储与数据处理需求；集成TOE引擎，包含WIZnet全硬件TCP/IP协议栈、内置MAC以及PHY，拥有独立的32KB以太网收发缓存，可供8个独立硬件socket使用。如此配置，真正实现了All-in-One解决方案，为开发者提供极大便利。

在封装规格上，W55MH32 提供了两种选择：QFN100和QFN68。

W55MH32L采用QFN100封装版本，尺寸为12x12mm，其资源丰富，专为各种复杂工控场景设计。它拥有66个GPIO、3个ADC、12通道DMA、17个定时器、2个I2C、5个串口、2个SPI接口（其中1个带I2S接口复用）、1个CAN、1个USB2.0以及1个SDIO接口。如此丰富的外设资源，能够轻松应对工业控制中多样化的连接需求，无论是与各类传感器、执行器的通信，还是对复杂工业协议的支持，都能游刃有余，成为复杂工控领域的理想选择。 同系列还有QFN68封装的W55MH32Q版本，该版本体积更小，仅为8x8mm，成本低，适合集成度高的网关模组等场景，软件使用方法一致。更多信息和资料请进入网站或者私信获取。

此外，本W55MH32支持硬件加密算法单元，WIZnet还推出TOE+SSL应用，涵盖TCP SSL、HTTP SSL以及 MQTT SSL等，为网络通信安全再添保障。

为助力开发者快速上手与深入开发，基于W55MH32L这颗芯片，WIZnet精心打造了配套开发板。开发板集成WIZ-Link芯片，借助一根USB C口数据线，就能轻松实现调试、下载以及串口打印日志等功能。开发板将所有外设全部引出，拓展功能也大幅提升，便于开发者全面评估芯片性能。

若您想获取芯片和开发板的更多详细信息，包括产品特性、技术参数以及价格等，欢迎访问官方网页，我们期待与您共同探索W55MH32的无限可能。

第十八章 I2C通信测试

本章参考资料：《W55MH32参考手册》I2C章节及《I2C总线协议》。

若对I2C通讯协议不了解，可先阅读《I2C总线协议》文档的内容学习。

1 I2C协议简介

I2C 通讯协议(Inter－Integrated Circuit)是由Phiilps公司开发的，由于它引脚少，硬件实现简单，可扩展性强， 不需要USART、CAN等通讯协议的外部收发设备，现在被广泛地使用在系统内多个集成电路(IC)间的通讯。

在计算机科学里，大部分复杂的问题都可以通过分层来简化。如芯片被分为内核层和片上外设；W55MH32标准库则是在寄存器与用户代码之间的软件层。 对于通讯协议，我们也以分层的方式来理解，最基本的是把它分为物理层和协议层。物理层规定通讯系统中具有机械、电子功能部分的特性， 确保原始数据在物理媒体的传输。协议层主要规定通讯逻辑，统一收发双方的数据打包、解包标准。

下面我们分别对I2C协议的物理层及协议层进行讲解。

1.1 I2C物理层

I2C通讯设备之间的常用连接方式见下图，常见的I2C通讯系统 ：

它的物理层有如下特点：

它是一个支持设备的总线。“总线”指多个设备共用的信号线。在一个I2C通讯总线中， 可连接多个I2C通讯设备，支持多个通讯主机及多个通讯从机。

一个I2C总线只使用两条总线线路，一条双向串行数据线(SDA) ， 一条串行时钟线 (SCL)。数据线即用来表示数据，时钟线用于数据收发同步。

每个连接到总线的设备都有一个独立的地址， 主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。

总线通过上拉电阻接到电源。当I2C设备空闲时，会输出高阻态， 而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。

多个主机同时使用总线时，为了防止数据冲突， 会利用仲裁方式决定由哪个设备占用总线。

具有三种传输模式：标准模式传输速率为100kbit/s ，快速模式为400kbit/s ， 高速模式下可达 3.4Mbit/s，但目前大多I2C设备尚不支持高速模式。

连接到相同总线的 IC 数量受到总线的最大电容 400pF 限制 。

1.2 协议层

I2C的协议定义了通讯的起始和停止信号、数据有效性、响应、仲裁、时钟同步和地址广播等环节。

1.2.1 I2C基本读写过程

先看看I2C通讯过程的基本结构，它的通讯过程见下图，主机写数据到从机 、 主机由从机中读数据 及图 I2C通讯复合格式 ：

这些图表示的是主机和从机通讯时，SDA线的数据包序列。

其中S表示由主机的I2C接口产生的传输起始信号(S)，这时连接到I2C总线上的所有从机都会接收到这个信号。

起始信号产生后，所有从机就开始等待主机紧接下来广播 的从机地址信号 (SLAVE_ADDRESS)。在I2C总线上， 每个设备的地址都是唯一的，当主机广播的地址与某个设备地址相同时，这个设备就被选中了，没被选中的设备将会忽略之后的数据信号。 根据I2C协议，这个从机地址可以是7位或10位。

在地址位之后，是传输方向的选择位，该位为0时，表示后面的数据传输方向是由主机传输至从机，即主机向从机写数据。该位为1时，则相反，即主机由从机读数据。

从机接收到匹配的地址后，主机或从机会返回一个应答(ACK)或非应答(NACK)信号，只有接收到应答信号后，主机才能继续发送或接收数据。

写数据

若配置的方向传输位为“写数据”方向，即第一幅图的情况，广播完地址，接收到应答信号后，主机开始正式向从机传输数据(DATA)， 数据包的大小为8位，主机每发送完一个字节数据，都要等待从机的应答信号(ACK)，重复这个过程，可以向从机传输N个数据， 这个N没有大小限制。当数据传输结束时，主机向从机发送一个停止传输信号(P)，表示不再传输数据。

读数据

若配置的方向传输位为“读数据”方向，即第二幅图的情况，广播完地址，接收到应答信号后，从机开始向主机返回数据(DATA)， 数据包大小也为8位，从机每发送完一个数据，都会等待主机的应答信号(ACK)，重复这个过程，可以返回N个数据，这个N也没有大小限制。 当主机希望停止接收数据时，就向从机返回一个非应答信号(NACK)，则从机自动停止数据传输。

读和写数据

除了基本的读写，I2C通讯更常用的是复合格式，即第三幅图的情况，该传输过程有两次起始信号(S)。一般在第一次传输中， 主机通过SLAVE_ADDRESS寻找到从设备后，发送一段“数据”，这段数据通常用于表示从设备内部的寄存器或存储器地址(注意区分它与SLAVE_ADDRESS的区别)； 在第二次的传输中，对该地址的内容进行读或写。也就是说，第一次通讯是告诉从机读写地址，第二次则是读写的实际内容。

以上通讯流程中包含的各个信号分解如下：

1.2.2 通讯的起始和停止信号

前文中提到的起始(S)和停止(P)信号是两种特殊的状态，见下图，起始和停止信号 。 当 SCL 线是高电平时 SDA 线从高电平向低电平切换，这个情况表示通讯的起始。 当 SCL 是高电平时 SDA 线由低电平向高电平切换，表示通讯的停止。起始和停止信号一般由主机产生。

1.2.3 数据有效性

I2C使用SDA信号线来传输数据，使用SCL信号线进行数据同步。见下图，数据有效性 。 SDA数据线在SCL的每个时钟周期传输一位数据。传输时，SCL为高电平的时候SDA表示的数据有效，即此时的SDA为高电平时表示数据“1”， 为低电平时表示数据“0”。当SCL为低电平时，SDA的数据无效，一般在这个时候SDA进行电平切换，为下一次表示数据做好准备。

每次数据传输都以字节为单位，每次传输的字节数不受限制。

1.2.4 地址及数据方向

I2C总线上的每个设备都有自己的独立地址，主机发起通讯时，通过SDA信号线发送设备地址(SLAVE_ADDRESS)来查找从机。 I2C协议规定设备地址可以是7位或10位，实际中7位的地址应用比较广泛。紧跟设备地址的一个数据位用来表示数据传输方向， 它是数据方向位(R/)，第8位或第11位。数据方向位为“1”时表示主机由从机读数据，该位为“0”时表示主机向从机写数据。 见下图，设备地址及数据传输方向 ：

读数据方向时，主机会释放对SDA信号线的控制，由从机控制SDA信号线，主机接收信号， 写数据方向时，SDA由主机控制，从机接收信号。

1.2.5 响应

I2C的数据和地址传输都带响应。响应包括“应答(ACK)”和“非应答(NACK)”两种信号。作为数据接收端时， 当设备(无论主从机)接收到I2C传输的一个字节数据或地址后，若希望对方继续发送数据，则需要向对方发送“应答(ACK)”信号， 发送方会继续发送下一个数据；若接收端希望结束数据传输，则向对方发送“非应答(NACK)”信号， 发送方接收到该信号后会产生一个停止信号，结束信号传输。

传输时主机产生时钟，在第9个时钟时，数据发送端会释放SDA的控制权，由数据接收端控制SDA， 若SDA为高电平，表示非应答信号(NACK)，低电平表示应答信号(ACK)。

2 W55MH32的I2C特性及架构

如果我们直接控制W55MH32的两个GPIO引脚，分别用作SCL及SDA，按照上述信号的时序要求， 直接像控制LED灯那样控制引脚的输出(若是接收数据时则读取SDA电平)，就可以实现I2C通讯。 同样，假如我们按照USART的要求去控制引脚，也能实现USART通讯。所以只要遵守协议，就是标准的通讯， 不管您如何实现它，不管是ST生产的控制器还是ATMEL生产的存储器， 都能按通讯标准交互。

由于直接控制GPIO引脚电平产生通讯时序时，需要由CPU控制每个时刻的引脚状态， 所以称之为“软件模拟协议”方式。

相对地，还有“硬件协议”方式，W55MH32的I2C片上外设专门负责实现I2C通讯协议， 只要配置好该外设，它就会自动根据协议要求产生通讯信号，收发数据并缓存起来， CPU只要检测该外设的状态和访问数据寄存器，就能完成数据收发。 这种由硬件外设处理I2C协议的方式减轻了CPU的工作，且使软件设计更加简单。

2.1 W55MH32的I2C外设简介

I2C(芯片间)总线接口连接微控制器和串行 I2C 总线。它提供多主机功能，控制所有 I2C 总线特定的时序、协议、仲裁和定时。支持标准和快速两种模式，同时与 SMBus2.0 兼容。I2C 模块有多种用途，包括 CRC 码的生成和校验、SMBus(系统管理总线—SystemManagementBus)和 PMBus(电源管理总线—PowerManagementBus)。根据特定设备的需要，可以使用 DMA 以减轻 CPU 的负担。

2.2 W55MH32的I2C架构剖析

W55MH32的I2C架构图如下 ：

2.2.1 通讯引脚

I2C的所有硬件架构都是根据图中左侧SCL线和SDA线展开的(其中的SMBA线用于SMBUS的警告信号，I2C通讯没有使用)。 W55MH32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。关于GPIO引脚的复用功能，以规格书为准。

引脚	I2C1	I2C2
SCL	PB6 / PB8 (重映射)	PB10
SDA	PB7 / PB9 (重映射)	PB11

2.2.2. 时钟控制逻辑

SCL线的时钟信号，由I2C接口根据时钟控制寄存器(CCR)控制， 控制的参数主要为时钟频率。配置I2C的CCR寄存器可修改通讯速率相关的参数：

可选择I2C通讯的“标准/快速”模式，这两个模式分别I2C对应100/400Kbit/s的通讯速率。

在快速模式下可选择SCL时钟的占空比，可选Tlow/Thigh=2或Tlow/Thigh=16/9模式， 我们知道I2C协议在SCL高电平时对SDA信号采样， SCL低电平时SDA准备下一个数据，修改SCL的高低电平比会影响数据采样，但其实这两个模式的比例差别并不大， 若不是要求非常严格，这里随便选就可以了。

CCR寄存器中还有一个12位的配置因子CCR，它与I2C外设的输入时钟源共同作用，产生SCL时钟， W55MH32的I2C外设都挂载在APB1总线上，使用APB1的时钟源PCLK1，SCL信号线的输出时钟公式如下：

标准模式：

Thigh=CCR*TPCKL1 Tlow = CCR*TPCLK1

快速模式中 Tlow/Thigh=2 时：

Thigh = CCR*TPCKL1 Tlow = 2*CCR*TPCKL1

快速模式中 Tlow/Thigh=16/9 时：

Thigh = 9*CCR*TPCKL1 Tlow = 16*CCR*TPCKL1

例如，我们的PCLK1=36MHz，想要配置400Kbit/s的速率，计算方式如下：

PCLK时钟周期： TPCLK1 = 1/36000000

目标SCL时钟周期： TSCL = 1/400000

SCL时钟周期内的高电平时间： THIGH = TSCL/3

SCL时钟周期内的低电平时间： TLOW = 2*TSCL/3

计算CCR的值： CCR = THIGH/TPCLK1 = 30

计算结果得出CCR为30，向该寄存器位写入此值则可以控制IIC的通讯速率为400KHz，其实即使配置出来的SCL时钟不完全等于标准的400KHz， IIC通讯的正确性也不会受到影响，因为所有数据通讯都是由SCL协调的，只要它的时钟频率不远高于标准即可。

2.2.3. 数据控制逻辑

I2C的SDA信号主要连接到数据移位寄存器上，数据移位寄存器的数据来源及目标是数据寄存器(DR)、地址寄存器(OAR)、PEC寄存器以及SDA数据线。 当向外发送数据的时候，数据移位寄存器以“数据寄存器”为数据源，把数据一位一位地通过SDA信号线发送出去；当从外部接收数据的时候， 数据移位寄存器把SDA信号线采样到的数据一位一位地存储到“数据寄存器”中。若使能了数据校验，接收到的数据会经过PCE计算器运算， 运算结果存储在“PEC寄存器”中。当W55MH32的I2C工作在从机模式的时候，接收到设备地址信号时， 数据移位寄存器会把接收到的地址与W55MH32的自身的“I2C地址寄存器”的值作比较，以便响应主机的寻址。 W55MH32的自身I2C地址可通过修改“自身地址寄存器”修改，支持同时使用两个I2C设备地址，两个地址分别存储在OAR1和OAR2中。

2.2.4. 整体控制逻辑

整体控制逻辑负责协调整个I2C外设，控制逻辑的工作模式根据我们配置的“控制寄存器(CR1/CR2)”的参数而改变。在外设工作时， 控制逻辑会根据外设的工作状态修改“状态寄存器(SR1和SR2)”，我们只要读取这些寄存器相关的寄存器位，就可以了解I2C的工作状态。 除此之外，控制逻辑还根据要求，负责控制产生I2C中断信号、DMA请求及各种I2C的通讯信号(起始、停止、响应信号等)。

2.3 通讯过程

使用I2C外设通讯时，在通讯的不同阶段它会对“状态寄存器(SR1及SR2)”的不同数据位写入参数，我们通过读取这些寄存器标志来了解通讯状态。

2.3.1 主发送器

主发送器通讯过程如下图 。图中的是“主发送器”流程，即作为I2C通讯的主机端时，向外发送数据时的过程：

主发送器发送流程及事件说明如下：

控制产生起始信号(S)，当发生起始信号后，它产生事件“EV5”， 并会对SR1寄存器的“SB”位置1，表示起始信号已经发送；

紧接着发送设备地址并等待应答信号，若有从机应答，则产生事件“EV6”及“EV8”， 这时SR1寄存器的“ADDR”位及“TXE”位被置1，ADDR 为1表示地址已经发送，TXE为1表示数据寄存器为空；

以上步骤正常执行并对ADDR位清零后，我们往I2C的“数据寄存器DR”写入要发送的数据， 这时TXE位会被重置0，表示数据寄存器非空，I2C外设通过SDA信号线一位位把数据发送出去后，又会产生“EV8”事件，即TXE位被置1，重复这个过程，就可以发送多个字节数据了；

当我们发送数据完成后，控制I2C设备产生一个停止信号(P)，这个时候会产生EV8_2事件， SR1的TXE位及BTF位都被置1，表示通讯结束。

假如我们使能了I2C中断，以上所有事件产生时，都会产生I2C中断信号，进入同一个中断服务函数，到I2C中断服务程序后，再通过检查寄存器位来判断是哪一个事件。

2.3.2. 主接收器

再来分析主接收器过程，即作为I2C通讯的主机端时，从外部接收数据的过程，见下图，主接收器过程 ：

主接收器接收流程及事件说明如下：

同主发送流程，起始信号(S)是由主机端产生的，控制发生起始信号后，它产生事件“EV5”， 并会对SR1寄存器的“SB”位置1，表示起始信号已经发送；

紧接着发送设备地址并等待应答信号，若有从机应答，则产生事件“EV6”这时SR1寄存器的“ADDR”位被置1， 表示地址已经发送。

从机端接收到地址后，开始向主机端发送数据。当主机接收到这些数据后，会产生“EV7”事件， SR1寄存器的RXNE被置1，表示接收数据寄存器非空，我们读取该寄存器后，可对数据寄存器清空， 以便接收下一次数据。此时我们可以控制I2C发送应答信号(ACK)或非应答信号(NACK)，若应答， 则重复以上步骤接收数据，若非应答，则停止传输；

发送非应答信号后， 产生停止信号(P)，结束传输。

在发送和接收过程中，有的事件不只是标志了我们上面提到的状态位，还可能同时标志主机状态之类的状态位，而且读了之后还需要清除标志位， 比较复杂。我们可使用W55MH32标准库函数来直接检测这些事件的复合标志，降低编程难度。

3 I2C初始化结构体详解

跟其它外设一样，W55MH32标准库提供了I2C初始化结构体及初始化函数来配置I2C外设。 初始化结构体及函数定义在库文件“w55mh32_i2c.h”及“w55mh32_i2c.c”中， 编程时我们可以结合这两个文件内的注释使用或参考库帮助文档。了解初始化结构体后我们就能对I2C外设运用自如了， 见代码清单:I2C-1 ：

代码清单:I2C-1 I2C初始化结构体

typedef struct {
    uint32_t I2C_ClockSpeed; /*!< 设置SCL时钟频率，此值要低于400000*/
    uint16_t I2C_Mode;      /*!< 指定工作模式，可选I2C模式及SMBUS模式 */
    uint16_t I2C_DutyCycle; /*指定时钟占空比，可选low/high = 2:1及16:9模式*/
    uint16_t I2C_OwnAddress1;     /*!< 指定自身的I2C设备地址 */
    uint16_t I2C_Ack;                 /*!< 使能或关闭响应(一般都要使能) */
    uint16_t I2C_AcknowledgedAddress; /*!< 指定地址的长度，可为7位及10位 */
} I2C_InitTypeDef;

这些结构体成员说明如下，其中括号内的文字是对应参数在W55MH32标准库中定义的宏：

I2C_ClockSpeed

本成员设置的是I2C的传输速率，在调用初始化函数时，函数会根据我们输入的数值经过运算后把时钟因子写入到I2C的时钟控制寄存器CCR。 而我们写入的这个参数值不得高于400KHz。实际上由于CCR寄存器不能写入小数类型的时钟因子，影响到SCL的实际频率可能会低于本成员设置的参数值， 这时除了通讯稍慢一点以外，不会对I2C的标准通讯造成其它影响。

I2C_Mode

本成员是选择I2C的使用方式，有I2C模式(I2C_Mode_I2C)和SMBus主、 从模式(I2C_Mode_SMBusHost、 I2C_Mode_SMBusDevice ) 。 I2C不需要在此处区分主从模式，直接设置I2C_Mode_I2C即可。

I2C_DutyCycle

本成员设置的是I2C的SCL线时钟的占空比。该配置有两个选择， 分别为低电平时间比高电平时间为2：1 ( I2C_DutyCycle_2)和16：9 (I2C_DutyCycle_16_9)。 其实这两个模式的比例差别并不大，一般要求都不会如此严格，这里随便选就可以。

I2C_OwnAddress1

本成员配置的是W55MH32的I2C设备自己的地址，每个连接到I2C总线上的设备都要有一个自己的地址，作为主机也不例外。 地址可设置为7位或10位(受下面I2C_AcknowledgeAddress成员决定)，只要该地址是I2C总线上唯一的即可。

W55MH32的I2C外设可同时使用两个地址，即同时对两个地址作出响应，这个结构成员I2C_OwnAddress1配置的是默认的、OAR1寄存器存储的地址， 若需要设置第二个地址寄存器OAR2，可使用I2C_OwnAddress2Config()函数来配置，OAR2不支持10位地址，只有7位。

I2C_Ack_Enable

本成员是关于I2C应答设置，设置为使能则可以发送响应信号。本实验配置为允许应答(I2C_Ack_Enable)， 这是绝大多数遵循I2C标准的设备的通讯要求，改为禁止应答(I2C_Ack_Disable)往往会导致通讯错误。

I2C_AcknowledgeAddress

本成员选择I2C的寻址模式是7位还是10位地址。这需要根据实际连接到I2C总线上设备的地址进行选择，这个成员的配置也影响到I2C_OwnAddress1成员， 只有这里设置成10位模式时，I2C_OwnAddress1才支持10位地址。

配置完这些结构体成员值，调用库函数I2C_Init()即可把结构体的配置写入到寄存器中。

4 I2C通信测试

4.1 编程要点

配置通讯使用的目标引脚为开漏模式；

使能I2C外设的时钟；

配置I2C外设的模式、地址、速率等参数并使能I2C外设；

编写基本I2C按字节收发的函数；

4.2 代码分析

1. 头文件和宏定义

#include < stdlib.h >
#include < string.h >
#include < stdio.h >
#include "delay.h"
#include "w55mh32.h"

#define BUFF_SIZE 256

引入了标准库、自定义延时库和硬件相关库的头文件，同时定义了缓冲区大小为 256 字节。

2. 函数声明

声明了一系列函数，涵盖 UART、NVIC、I2C 的配置，I2C 主从设备测试，数据填充、打印，以及命令获取等功能。

3. 全局变量

USART_TypeDef *USART_TEST = USART1;
uint8_t SendBuff[BUFF_SIZE];
uint8_t RecvBuff[BUFF_SIZE];
uint8_t RecvFlag = 0;

定义了用于测试的串口为USART1，以及发送缓冲区、接收缓冲区和接收标志。

4. 主函数main()

int main(void)
{
    uint8_t           cmd;
    RCC_ClocksTypeDef clocks;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_CRC, ENABLE);
    delay_init();
    UART_Configuration(115200);
    RCC_GetClocksFreq(&clocks);

    printf("n");
    printf("SYSCLK: %3.1fMhz, HCLK: %3.1fMhz, PCLK1: %3.1fMhz, PCLK2: %3.1fMhz, ADCCLK: %3.1fMhzn",
           (float)clocks.SYSCLK_Frequency / 1000000, (float)clocks.HCLK_Frequency / 1000000,
           (float)clocks.PCLK1_Frequency / 1000000, (float)clocks.PCLK2_Frequency / 1000000, (float)clocks.ADCCLK_Frequency / 1000000);

    printf("IIC Transmit Test.n");
    printf("m: IIC master polling sendn");
    printf("r: IIC slave int receiven");

    IIC_Configuration();

    while (1)
    {
        cmd = GetCmd();
        switch (cmd)
        {
        case 'm':
            printf("IIC polling master send data:n");
            IIC_MasterTest();
            break;
        case 'r':
            printf("IIC slave receive data...n");
            NVIC_Configuration();
            IIC_SlaveTest();
            break;
        }
    }
}

初始化 CRC 时钟、延时函数和 UART，波特率设为 115200。

获取系统时钟频率并通过串口输出。

输出 I2C 通信测试提示和命令选项。

配置 I2C。

进入无限循环，等待用户输入命令：输入m，执行 I2C 主设备轮询发送测试。

输入r，配置 NVIC 并执行 I2C 从设备中断接收测试。

5. I2C 配置函数IIC_Configuration()

void IIC_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure;

    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
    RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1 | RCC_APB1Periph_I2C2, ENABLE);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_OD;
    GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_ForcePuPdCmd(GPIOB, ENABLE);
    GPIO_ForcePullUpConfig(GPIOB, GPIO_Pin_6);
    GPIO_ForcePullUpConfig(GPIOB, GPIO_Pin_7);

    I2C_DeInit(I2C1);
    I2C_InitStructure.I2C_Mode                = I2C_Mode_I2C;
    I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle           = I2C_DutyCycle_2;
    I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
    I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1         = 0xA0;
    I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed          = 100000;
    I2C_InitStructure.I2C_Ack                 = I2C_Ack_Enable;

    I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);
    I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
}

使能 GPIOB 和 I2C1、I2C2 的时钟。

配置 GPIOB 的 6、7 引脚为复用开漏输出，并启用内部上拉。

初始化 I2C1，设置工作模式、占空比、地址模式、自身地址、时钟速度和应答使能，最后使能 I2C1。

6. I2C 主设备测试函数IIC_MasterTest()

void IIC_MasterTest(void)
{
    uint32_t i = 0, j;

    FillData();
    j = BUFF_SIZE;
    DataPrintf(SendBuff, BUFF_SIZE);

    I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
    while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));

    I2C_Send7bitAddress(I2C1, 0xA0, I2C_Direction_Transmitter);
    while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));

    while (j--)
    {
        I2C_SendData(I2C1, SendBuff[i]);
        while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
        i++;
    }

    I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
    while ((I2C1->CR1 & 0x200) == 0x200);
}

调用FillData()函数填充发送缓冲区，并打印发送数据。

生成 I2C 起始信号，等待主模式选择事件。

发送从设备地址，等待主发送模式选择事件。

循环发送缓冲区中的数据，每次发送后等待字节发送完成事件。

生成 I2C 停止信号，等待停止信号发送完成。

7. I2C 从设备测试函数IIC_SlaveTest()

void IIC_SlaveTest(void)
{
    FillData();
    I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_EVT | I2C_IT_BUF, ENABLE);
    I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_ERR, ENABLE);

    while (1)
    {
        if (RecvFlag == 1)
        {
            DataPrintf(RecvBuff, BUFF_SIZE);
            if (memcmp(RecvBuff, SendBuff, BUFF_SIZE) == 0)
            {
                printf("IIC slave int receive data successn");
            }
            memset(RecvBuff, 0, BUFF_SIZE);
            RecvFlag = 0;
        }
    }
}

调用FillData()函数填充发送缓冲区。

使能 I2C1 的事件、缓冲区和错误中断。

进入无限循环，当RecvFlag置 1 时，打印接收数据，比较接收和发送数据，若相同则输出接收成功信息，然后清空接收缓冲区并复位RecvFlag。

8. NVIC 配置函数NVIC_Configuration()

void NVIC_Configuration(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                   = I2C1_EV_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 2;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);

    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel                   = I2C1_ER_IRQn;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 3;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

配置 I2C1 的事件和错误中断的优先级，并使能这两个中断。

9. 还有一些其他函数

UART_Configuration()：配置 UART1，设置波特率、数据位、停止位等参数。

DataPrintf()：以十六进制格式打印缓冲区数据。

FillData()：填充发送缓冲区，数据从0x01开始递增。

GetCmd()：从 UART1 接收用户输入的命令。

SER_PutChar和fputc()：重定向标准输出函数，将字符发送到 UART1。

4.3 下载验证

在电脑端打开串口调试助手， 把编译好的程序下载到开发板。在串口调试助手可看到EEPROM测试的调试信息：

WIZnet 是一家无晶圆厂半导体公司，成立于 1998 年。产品包括互联网处理器 iMCU™，它采用 TOE（TCP/IP 卸载引擎）技术，基于独特的专利全硬连线 TCP/IP。iMCU™ 面向各种应用中的嵌入式互联网设备。

WIZnet 在全球拥有 70 多家分销商，在香港、韩国、美国设有办事处，提供技术支持和产品营销。

香港办事处管理的区域包括：澳大利亚、印度、土耳其、亚洲（韩国和日本除外）。