STM32F103/STM32F103C8T6/Drivers/BSP/AT24C02/at24c02.c

/*
 * 模块名称：AT24C02 EEPROM 驱动
 * 模块功能：提供AT24C02的读写操作接口，基于STM32 HAL I2C
 * 适用平台：STM32F103C8T6
 * 作者：王建锋
 * 创建日期：2026-07-14
 * 修改记录：
 *     2026-07-14  王建锋  创建初始版本
 */

#include "at24c02.h"
#include <stdio.h>

/* 引用CubeMX生成的I2C句柄 */
extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;

/*
 * 函数功能：AT24C02字节写入
 * 入口参数：addr - 目标地址（0~255）
 *           data - 要写入的数据
 * 返回值： 0=成功，负值=错误码
 * 函数说明：先发送写命令，再等待内部写周期完成
 */
int at24c02_write_byte(uint8_t addr, uint8_t data)
{
    uint8_t buf[2];
    HAL_StatusTypeDef hal_ret;

    buf[0] = addr;
    buf[1] = data;

    hal_ret = HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE,
                                      buf, 2, AT24C02_I2C_TIMEOUT);
    if (hal_ret != HAL_OK) {
        return AT24C02_ERR_I2C;
    }

    /* 等待内部写周期完成 */
    return at24c02_wait_ready();
}

/*
 * 函数功能：AT24C02随机读取
 * 入口参数：addr - 目标地址（0~255）
 * 返回值：>=0=读取的数据，负值=错误码
 * 函数说明：假写操作设定地址，再重新发送读命令读取
 */
int at24c02_read_byte(uint8_t addr)
{
    uint8_t data;
    HAL_StatusTypeDef hal_ret;

    /* 假写：发送设备地址 + 字地址 */
    hal_ret = HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE,
                                      &addr, 1, AT24C02_I2C_TIMEOUT);
    if (hal_ret != HAL_OK) {
        return AT24C02_ERR_I2C;
    }

    /* 重发起始条件 + 读 */
    hal_ret = HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, AT24C02_ADDR_READ,
                                     &data, 1, AT24C02_I2C_TIMEOUT);
    if (hal_ret != HAL_OK) {
        return AT24C02_ERR_I2C;
    }

    return data;
}

/*
 * 函数功能：AT24C02页写入
 * 入口参数：addr - 起始地址（0~255）
 *           p_data - 数据缓冲区指针
 *           len - 写入长度（≤8）
 * 返回值： 0=成功，负值=错误码
 * 函数说明：页写入，自动等待写周期完成
 */
int at24c02_write_page(uint8_t addr, const uint8_t *p_data, uint8_t len)
{
    uint8_t buf[AT24C02_PAGE_SIZE + 1];
    HAL_StatusTypeDef hal_ret;
    uint8_t i;

    /* 参数校验 */
    if ((p_data == NULL) || (len == 0) || (len > AT24C02_PAGE_SIZE)) {
        return AT24C02_ERR_PARAM;
    }
    if (addr + len > AT24C02_SIZE) {
        return AT24C02_ERR_PARAM;
    }

    buf[0] = addr;
    for (i = 0; i < len; i++) {
        buf[i + 1] = p_data[i];
    }

    hal_ret = HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE,
                                      buf, len + 1, AT24C02_I2C_TIMEOUT);
    if (hal_ret != HAL_OK) {
        return AT24C02_ERR_I2C;
    }

    /* 等待内部写周期完成 */
    return at24c02_wait_ready();
}

/*
 * 函数功能：AT24C02连续写入（跨页自动拆分）
 * 入口参数：addr - 起始地址（0~255）
 *           p_data - 数据缓冲区指针
 *           len - 写入长度
 * 返回值： 0=成功，负值=错误码
 * 函数说明：自动处理跨页边界，逐页写入
 */
int at24c02_write_buf(uint8_t addr, const uint8_t *p_data, uint16_t len)
{
    uint8_t page_remaining;
    int ret;

    if ((p_data == NULL) || (len == 0)) {
        return AT24C02_ERR_PARAM;
    }
    if (addr + len > AT24C02_SIZE) {
        return AT24C02_ERR_PARAM;
    }

    while (len > 0) {
        /* 当前页剩余空间 */
        page_remaining = AT24C02_PAGE_SIZE - (addr % AT24C02_PAGE_SIZE);
        if (page_remaining > len) {
            page_remaining = (uint8_t)len;
        }

        ret = at24c02_write_page(addr, p_data, page_remaining);
        if (ret != AT24C02_OK) {
            return ret;
        }

        addr += page_remaining;
        p_data += page_remaining;
        len -= page_remaining;
    }

    return AT24C02_OK;
}

/*
 * 函数功能：AT24C02连续读取
 * 入口参数：addr - 起始地址（0~255）
 *           p_buf - 接收缓冲区指针
 *           len - 读取长度
 * 返回值： 0=成功，负值=错误码
 * 函数说明：从指定地址开始顺序读取多个字节
 */
int at24c02_read_buf(uint8_t addr, uint8_t *p_buf, uint16_t len)
{
    HAL_StatusTypeDef hal_ret;

    if ((p_buf == NULL) || (len == 0)) {
        return AT24C02_ERR_PARAM;
    }
    if (addr + len > AT24C02_SIZE) {
        return AT24C02_ERR_PARAM;
    }

    /* 假写：设定读起始地址 */
    hal_ret = HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE,
                                      &addr, 1, AT24C02_I2C_TIMEOUT);
    if (hal_ret != HAL_OK) {
        return AT24C02_ERR_I2C;
    }

    /* 顺序读 */
    hal_ret = HAL_I2C_Master_Receive(&hi2c1, AT24C02_ADDR_READ,
                                     p_buf, len, AT24C02_I2C_TIMEOUT);
    if (hal_ret != HAL_OK) {
        return AT24C02_ERR_I2C;
    }

    return AT24C02_OK;
}

/*
 * 函数功能：检测AT24C02设备是否存在
 * 入口参数：无
 * 返回值： 0=检测到设备，-1=未响应
 * 函数说明：通过I2C发送设备地址，检查是否有ACK应答
 */
int at24c02_scan(void)
{
    HAL_StatusTypeDef hal_ret;

    hal_ret = HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE,
                                    3, AT24C02_I2C_TIMEOUT);
    if (hal_ret != HAL_OK) {
        printf("AT24C02: no device found\r\n");
        return AT24C02_ERR_DEVICE;
    }

    printf("AT24C02: device detected\r\n");
    return AT24C02_OK;
}

/*
 * 函数功能：等待内部写周期完成（应答查询）
 * 入口参数：无
 * 返回值： 0=完成，-3=超时
 * 函数说明：发送设备地址（写模式），直到器件应答
 */
int at24c02_wait_ready(void)
{
    HAL_StatusTypeDef hal_ret;
    uint16_t trials = 50;

    while (trials--) {
        hal_ret = HAL_I2C_IsDeviceReady(&hi2c1, AT24C02_ADDR_WRITE,
                                        1, 1);
        if (hal_ret == HAL_OK) {
            return AT24C02_OK;
        }
        HAL_Delay(1);
    }

    return AT24C02_ERR_TIMEOUT;
}