本文将详细介绍如何通过 I2C 总线实现设备通信，以 AT24C32 EEPROM 为例演示数据写入与读取操作，并验证数据一致性，帮助读者掌握 I2C 总线的标准通信流程及外设控制方法。

AT24C32 EEPROM

AT24C32 EEPROM 是一款电可擦除可编程只读存储器，通过 I2C 总线接口串行传递地址和数据，最大总线速度为 400Kbits/s，每次读写后内嵌字地址寄存器自动递增。该器件具备非易失性存储特性，即使在断电情况下数据也不会丢失，适用于需要长期保存数据的应用场景。

读取 AT24C32 EEPROM 设备的数据

本示例展示如何通过 I2C 总线对 AT24C32 EEPROM 设备进行数据写入与读取操作，并验证数据一致性，确保 EEPROM 正常工作。

硬件连接

开发板的 IIC 与 AT24C32 已完成硬件连接

查手册获取 RTC 设备地址

通过查阅 AT24C32 的数据手册及硬件连接原理图可知，AT24C32 芯片的读地址为 0xA1 ，写地址为 0xA0：

创建工程点击展开

1. 依次点击 “文件” -> “新建” -> "RT-Thread RuiChing App 项目"。

   

2. 在弹出新建向导中选择 开发版 、BSP: 、示例 、 调试器/下载器。选择好之后点击 “完成”。

   

3. 点击 “完成” 后，等待工程创建完成。

   

4. 创建完成。

   

构建工程点击展开

1. 单击工程使工程进入 Active-Debug 模式。

   

2. 点击工具栏上的构建按钮进行工程编译。

   

3. 构建成功后，会显示构建成功的信息。

   

固件下载点击展开

1. 固化设备树

   

2. 固化 APP

   

核心示例代码

单字节读取操作

该函数实现了标准的 I2C EEPROM 读取流程，包括发送要读取的内存地址（高 8 位和低 8 位）、发送读命令以及接收数据。

at24c32.c

static rt_uint8_t at24c32_read_one_byte(
    at24c32_device_t dev, rt_uint16_t read_addr)
{
    rt_uint8_t buf[2], temp;

    buf[0] = (rt_uint8_t)(read_addr >> 8);
    buf[1] = (rt_uint8_t)(read_addr);

    if (rt_i2c_master_send(dev->i2c, AT24C32_ADDR, 0, buf, 2) == 0)
    {
        return RT_ERROR;
    }

    read_regs(dev, 1, &temp);

    return temp;
}

单字节写入操作

该函数实现了标准的 I2C EEPROM 写入流程，包括发送要写入的内存地址（高 8 位和低 8 位）、发送要写入的数据以及等待写入完成。

at24c32.c

static rt_err_t at24c32_write_one_byte(
    at24c32_device_t dev, rt_uint16_t write_addr, rt_uint8_t to_write)
{
    rt_uint8_t buf[3];

    buf[0] = (rt_uint8_t)(write_addr >> 8);
    buf[1] = (rt_uint8_t)(write_addr);
    buf[2] = to_write;

    if (rt_i2c_master_send(dev->i2c, AT24C32_ADDR, 0, buf, 3) == 3)
    {
        return RT_EOK;
    }

    return (-RT_ERROR);
}

设备检查函数

该函数读取通过读取最后一个地址的值来检测芯片是否正常工作，如果读取出来的值不是预期值则写入并再次读取验证。

at24c32.c

static rt_err_t at24c32_check(at24c32_device_t dev)
{
    rt_uint8_t temp;

    if (dev == RT_NULL)
    {
        LOG_E("at24c32_check: dev is NULL");
        return (-RT_ERROR);
    }

    temp = at24c32_read_one_byte(dev, AT24C32_MAX_MEM_ADDRESS - 1);
    if (temp == 0x55)
    {
        return RT_EOK;
    }
    else
    {
        at24c32_write_one_byte(dev, AT24C32_MAX_MEM_ADDRESS - 1, 0x55);
        rt_thread_mdelay(EE_TWR);
        temp = at24c32_read_one_byte(dev, AT24C32_MAX_MEM_ADDRESS - 1);
        if (temp == 0x55)
        {
            return RT_EOK;
        }
    }

    return (-RT_ERROR);
}

批量读取函数

该函数实现了从 AT24C32 EEPROM 指定地址读取指定长度数据到缓冲区。它逐字节调用单字节读取函数 at24c32_read_one_byte 进行数据读取，每次读取时先发送目标地址，再接收一个字节数据，直到连续读完所有数据。

at24c32.c

static rt_err_t at24c32_read(at24c32_device_t dev,
    rt_uint32_t read_addr,
    rt_uint8_t *buf,
    rt_uint16_t to_write)
{
    rt_err_t result;

    if (dev == RT_NULL)
    {
        LOG_E("at24c32_read: dev is NULL");
        return (-RT_EINVAL);
    }

    if (((read_addr + to_write) > AT24C32_MAX_MEM_ADDRESS) || (to_write == 0))
    {
        return (-RT_ERROR);
    }

    result = rt_mutex_take(dev->lock, RT_WAITING_FOREVER);
    if (result == RT_EOK)
    {
        while (to_write)
        {
            *buf++ = at24c32_read_one_byte(dev, read_addr++);
            to_write--;
        }
    }
    else
    {
        LOG_E("The at24c32 could not respond  at this time. Please try again");
    }

    rt_mutex_release(dev->lock);

    return RT_EOK;
}

批量写入函数

该函数实现了向 AT24C32 EEPROM 指定地址写入指定长度数据。它逐字节调用单字节写入函数 at24c32_write_one_byte，并且每次写入后调用 rt_thread_mdelay(EE_TWR) 等待写周期完成。 其中，EE_TWR 为写周期时间 (5ms)，是 EEPROM 芯片写入操作的必要等待时间。

at24c32.c

static rt_err_t at24c32_write(at24c32_device_t dev,
    rt_uint32_t write_addr,
    const rt_uint8_t *buf,
    rt_uint16_t to_write)
{
    rt_uint16_t i = 0;
    rt_err_t result;

    if (dev == RT_NULL)
    {
        LOG_E("at24c32_write: dev is NULL");
        return (-RT_ERROR);
    }

    if (((write_addr + to_write) > AT24C32_MAX_MEM_ADDRESS) || (to_write == 0))
    {
        return (-RT_ERROR);
    }

    result = rt_mutex_take(dev->lock, RT_WAITING_FOREVER);
    if (result == RT_EOK)
    {
        while (1)
        {
            if (at24c32_write_one_byte(dev, write_addr, buf[i]) == RT_EOK)
            {
                write_addr++;
            }

            rt_thread_mdelay(EE_TWR);

            if (++i == to_write)
            {
                break;
            }
        }
    }
    else
    {
        LOG_E("The at24c32 could not respond  at this time. Please try again");
    }

    rt_mutex_release(dev->lock);

    return RT_EOK;
}

运行程序

开发板运行程序后，在终端输入 at24c32_example 命令，结果如下：

msh />at24c32_example
[I/example.at24c32] at24c32 write/read verify success

在整个命令执行期间，系统将执行以下操作：

• 向 AT24C32 指定地址写入字符串："WELCOME TO RTT EEPROM DEMO"；

• 稍作延时等待写入完成；

• 从相同地址读取字符串；

• 打印读取与写入字符串的比较结果。