I2C通信详解 | Frank's Blog

在使用单片机的过程中，I2C 通信可以说是最被广泛使用和采纳的协议之一，采用 I2C 协议可以占用更少的资源，链接多台设备，因此它和 SPI 一样，在数字传感器中备受偏爱。

I²C（Inter-Integrated Circuit）字面上的意思是集成电路之间，它其实是 I²C Bus 简称，所以中文应该叫集成电路总线，它是一种串行通信总线，使用多主从架构，由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备而发展。I²C 的正确读法为“I平方C”（”I-squared-C”），而“I二C”（”I-two-C”）则是另一种错误但被广泛使用的读法。自2006年11月1日起，使用I²C协议已经不需要支付专利费，但制造商仍然需要付费以获取I²C从属设备地址。

I2C 主要用于电压、温度监控，EEPROM数据的读写，光模块的管理等。该总线只有两根线，SCL 和 SDA，SCL 即 Serial Clock，串行参考时钟，SDA 即 Serial Data，串行数据。

原理

IO口

注意使用其他通讯协议时，你可能不需要特别注意 IO 的模式，但如果你使用的是模拟 I2C 的话，则最好关注下 IO 口模式设置。在 I2C 总线中有 2 个口线，SDA 和 SCL。这两个口线对为 OC 输出。

OC就是开漏输出(Open Collector)的简称，有时候也叫OD输出（Open-Drain），OD是对mos管而言，OC是对双极型管而言，在用法上没啥区别。相对于OC输出，另一种输出叫推挽输出(Push-Pull)，一般的MCU管脚输出可以设置这两种模式。这里分别介绍下这两种输出的不同点。

推挽输出 : 可以输出高、低电平连接数字器件，推挽结构一般是指两个三极管分别受两互补信号的控制，总是在一个三极管导通的时候另一个截止.
开漏输出 : 输出端相当于三极管的集电极未接任何电平，要得到高电平状态需要上拉电阻才行，适合于做电流型的驱动,其吸收电流的能力相对强(一般20ma以内)。

对于MCU的开发者来讲，简单的这样理解就可以了。如果管脚设置成推挽输出模式，输出高时，IO口相当于VCC, 输出低时IO口相当于接地。如果管脚设置成开漏输出模式，输出高时，IO口的电平会和与其相连的口线进行与操作，如果都为高，才会被上拉拉成高电平，输出为低时，也相当于接地。

在网上我们看到很多的例程代码都是直接设置IO口的高低电平，这样做其实是不太合理的。因为我们只满足了 I2C 总线在自己这端的时序要求。而没有考虑到连接在总线上的其他器件。如果总线上其他器件的电平和MCU输出的电平一致，这样做是没问题的，如果两边的电平不一致时，这样做就有一定风险造成IO的损坏。当你输出高时，相当于IO口连接到VCC，如果对方这是恰好输出的是低电平，那就相当于短路了。因为 I2C 总线要实现线与的功能，所以 SDA 和 SCL 口线都必须设置为开漏输出模式，这种方式也是最安全的模式。我们使用 MCU 的硬件 I2C 接口时，口线会被自动设置成开漏。但有时候我们会使用 IO 口来模拟 I2C 总线，这个时候我们如何设置口线呢?

因为 I2C 的总线是开漏输出的，总线上接上上拉电阻后，SCL 和 SDA 就变成了高电平，这个时候挂接在总线上的任意一个 I2C 主机口可以把 SDA 拉低，即产生了一个 START 信号，挂接在总线上的其他 I2C 主机检测到这个信号后就不能去操作 I2C 总线了，否则会发生冲突。直到检测到一个 STOP 信号为止。STOP 的信号是在 SCL 口线为高时，SDA 产生一个上升沿。STOP 信号之后，I2C总线恢复到初始状态。

这里要分两种情况，如果MCU的口线支持开漏输出模式，则可以直接把 SDA 和 SCL 设置成开漏输出。例如 Silicon 的 C8051 系列 MCU，它的口线就支持开漏和推挽输出。如果 MCU 不支持开漏输出，例如 MSP430。当然如果软件做的合理，是可以避免这样的事情的，但总线上的很多器件都不是由你能控制的，如何设计出更合理的软件来避免这样的问题发生呢？对于不支持开漏输出MCU，我们最合理的做法是，当设置口线电平为高时，我们把口线设置成输入状态，然后利用口线上的上拉电阻来把口线拉高。这样即使是两边电平不一致时，也不会造成IO口的损坏。

速度

常见的I²C总线依传输速率的不同而有不同的模式：标准模式（100 Kbit/s）、低速模式（10 Kbit/s），但时钟频率可被允许下降至零，这代表可以暂停通信。而新一代的I²C总线可以和更多的节点（支持10比特长度的地址空间）以更快的速率通信：快速模式（400 Kbit/s）、高速模式（3.4 Mbit/s）。

连线

如上图所示，I2C 是 OC 或 OD 输出结构，使用时必须在芯片外部进行上拉，上拉电阻R的取值根据 I2C 总线上所挂器件数量及 I2C 总线的速率有关，一般是标准模式下 R 选择 10kohm，快速模式下 R 选取 1kohm，I2C 总线上挂的 I2C 器件越多，就要求 I2C 的驱动能力越强，R 的取值就要越小，实际设计中，一般是先选取 4.7kohm 上拉电阻，然后在调试的时候根据实测的 I2C 波形再调整 R 的值。

I²C 只有两根通讯线：数据线 SDA 和时钟 SCL，可发送和接收数据。I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：

开始信号： SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号： SCL 为高电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。 CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号， CPU 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。

具体时序如下图所示：

I2C总线的主要时序参数有：开始建立时间 t(SUSTA)，开始保持时间 t(HDSTA)，数据建立时间 t(SUDAT)，数据保持时间 t(SUDAT) ，结束建立时间 t(SUSTO) 。

开始建立时间：SCL 上升至幅度的90%与SDA下降至幅度的90%之间的时间间隔；
开始保持时间：SDA下降至幅度的10%与SCL下降至幅度的10%之间的时间间隔；
数据建立时间：SDA上升至幅度的90%或SDA下降至幅度的10%与SCL上升至幅度的10%之间的时间间隔；
数据保持时间：SCL下降至幅度的10%与SDA上升至幅度的10%或SDA下降至幅度的90%之间的时间间隔；
结束建立时间：SCL上升至幅度的90%与SDA上升至幅度的90%之间的时间间隔；
数据接收方收到传输的一个字节数据后，需要给出响应，此时处在第九个时钟，发送端释放SDA线控制权，将SDA电平拉高，由接收方控制。若希望继续，则给出“应答（ACK）”信号，即SDA为低电平；反之给出“非应答（NACK）”信号，即SDA为高电平。I2C总线传输的特点：I2C总线按字节传输，即每次传输8bits二进制数据，传输完毕后等待接收端的应答信号ACK，收到应答信号后再传输下一字节。等不到ACK信号后，传输终止。空闲情况下，SCL和SDA都处于高电平状态。

每个字节后会跟随一个ACK信号。ACK bit使得接收者通知发送者已经成功接收数据并准备接收下一个数据。所有的时钟脉冲包括ACK信号对应的时钟脉冲都是由master产生的。

ACK信号：发送者在ACK时钟脉冲期间释放SDA线，接收者可以将SDA拉低并在时钟信号为高时保持低电平。

NACK信号：当在第9个时钟脉冲的时候SDA线保持高电平，就被定义为NACK信号。Master要么产生STOP条件来放弃这次传输，或者重复START条件来发起一个新的开始。

判断一次传输的开始：如上图所示，I2C总线传输开始的标志是：SCL信号处于高电平期间，SDA信号出现一个由高电平向低电平的跳变。

判断一次传输的结束:如上图所示，I2C总线传输结束的标志是：SCL信号处于高电平期间，SDA信号出现一个由低电平向高电平的跳变。跟开始标识正好相反。

有效数据:在SCL处于高电平期间，SDA保持状态稳定的数据才是有效数据，只有在SCL处于低电平状态时，SDA才允许状态切换。前面已经讲过了，SCL高电平期间，SDA状态发生改变，是传输开始/.结束的标志。

读写

如上图所示，I2C开始传输时，第一个字节的前7bit是地址信息(7位地址器件)，第8bit是操作标识，为“0”时表示写操作，为“1”时表示读操作，第9个时钟周期是应答信号ACK，低有效，高电平表示无应答，传输终止。在上图中还可以看出，正常情况下，写操作是I2C主设备方发起终止操作的，而读操作时，I2C主控制器在接收完最后一个数据后，不对从设备进行应答，传输终止。

I2C数据总线SDA是在时钟为高时有效，在时钟SCL为高期间，SDA如果发生了电平变化就会终止或重启I2C中线，所以我们在数据传输过程中，要在SCL为低的时候去更改SDA的电平。

总线信号时序

再次总结下总线的各种时序状态：

总线空闲状态：SDA 和 SCL 两条信号线都处于高电平，即总线上所有的器件都释放总线，两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高；
启动信号 START：信号 SCL 保持高电平，数据信号SDA的电平被拉低(即负跳变)。启动信号必须是跳变信号，而且在建立该信号前必修保证总线处于空闲状态；
停止信号 STOP：时钟信号SCL保持高电平，数据线被释放，使得SDA返回高电平(即正跳变)，停止信号也必须是跳变信号。
数据传送：SCL 线呈现高电平期间，SDA 线上的电平必须保持稳定，低电平表示 0 (此时的线电压为地电压)，高电平表示1(此时的电压由元器件的VDD决定)。只有在 SCL 线为低电平期间，SDA 上的电平允许变化。
应答信号 ACK：I2C 总线的数据都是以字节( 8 位)的方式传送的，发送器件每发送一个字节之后，在时钟的第9个脉冲期间释放数据总线，由接收器发送一个ACK(把数据总线的电平拉低)来表示数据成功接收。
无应答信号 NACK：在时钟的第 9 个脉冲期间发送器释放数据总线，接收器不拉低数据总线表示一个 NACK，NACK 有两种用途:
a. 一般表示接收器未成功接收数据字节；
b. 当接收器是主控器时，它收到最后一个字节后，应发送一个 NACK 信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放总线，以便主控接收器发送一个停止信号 STOP。

起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。

模拟 I2C

目前大部分 MCU 都带有 I2C 总线接口，但是芯片自带的 I2C 也有两个问题，一个是移植性较差不够通用，另外部分 MCU 不带 I2C 还是得要模拟的方式，以及一些芯片设计的 I2C 据说是存在问题的，如： stm32 的 I2C 不够稳定，efm32 的 I2C 不够节能等等。这边建议，在权衡 I2C 占用的 CPU 资源是否可以承受后，再做选择。

IIC 选用 IO 模式

通过上面可以知道，IIC 在通信过程中，主设备SCL始终是保持发送状态，因此这边我们可以将 SCL 设置为推挽或者开漏输出。推挽的输出能力较强，开漏输出则需要加上拉电阻，而一般 IIC 的推荐电路就是需要人为增加了上拉电阻的，因此在考虑功耗等一些情况下，可能开漏输出更好。

而问题的关键是 SDA 到底设置为什么模式？

网上参考资料众说纷纭，这边以我自己做实验的亲身感受为例，我推荐在作为输出时将这个脚配置为开漏输出模式；在 MCU 需要接收信号的时候，如果 MCU 本身没有限制，或者不需要精简代码的话，则将其设置为输入模式。详解：

将 SDA 直接设置为开漏模式：

这种方法一般用于之前程序的很多单片机中，开漏因为需要接上拉电阻才能改变电平，且具有线与的特性，通过读 IO 口的状态，即便是设置成了开漏输出，但仍然可以读取IO的数据状态，可以说一劳永逸，一种模式两种用途，虽然目前试过大多数MCU通过这种方式也都可以读取，但毕竟是输出模式，万一以后的设计更改了，无法读取了，则有潜在性的问题。

将 SDA 设置位推挽输出模式进行输出，需要读取数据时转换成输入模式：

最近在不少地方看到用这种方式来对 IIC 器件进行读取，感觉较为灵活，之前也将开漏转换成了这种模式。但最近实验过程中发现了不少问题，在 SDA 发送数据结束后，等待应答的这个过程中，使用推挽模式，有明显的短路风险。这段时间虽然时间很短，且接下来会立即将推挽切换为输入模式，但在单步执行测试的过程中,实际会出现很高的电流，疑似推挽的高电平输出引起了断路，用这种模式必须较为谨慎，注意各种延时时间，千万不能让器件断路烧坏。在使用一个 IIC 通信的 AD 芯片过程中，一段时间后出现测量值不准，疑似可能是这种原因引起的。

SCL 使用开漏输出模式，SDA 使用开漏输出+输入模式：

通过上面的讨论，最终个人认为 IIC 通信过程中：SCL 使用开漏输出模式，SDA 使用开漏输出发送数据，使用输入模式读取数据，这种方法较为合理。值得注意：SDA 需要模式切换，IIC 的延迟时间无需过长，否则影响效率，这些根据手册中的标准执行。

以下以 EFM32 为例，给出参考代码，这边的代码只需要修改部分宏定义，就可以直接移植到 STM32 等其他单片机上。

/* iic相关引脚定义 */
#define IIC_SDA_PORT      gpioPortA  
#define IIC_SDA_PIN        0  
#define IIC_SCL_PORT      gpioPortA  
#define IIC_SCL_PIN        1
/* iic相关功能函数定义 */
//I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=1;
#define IIC_SDA_HIGH()      GPIO_PinOutSet(IIC_SDA_PORT, IIC_SDA_PIN)  
//I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=1;
#define IIC_SCL_HIGH()      GPIO_PinOutSet(IIC_SCL_PORT, IIC_SCL_PIN)
//I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=0;
#define IIC_SDA_LOW()      GPIO_PinOutClear(IIC_SDA_PORT, IIC_SDA_PIN)
//I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
#define IIC_SCL_LOW()      GPIO_PinOutClear(IIC_SCL_PORT, IIC_SCL_PIN)
//设置SDA为输入
#define IIC_SDA_DISABLE()  GPIO_PinModeSet(IIC_SDA_PORT, IIC_SDA_PIN, gpioModeDisabled, 0)
#define IIC_SCL_DISABLE()  GPIO_PinModeSet(IIC_SCL_PORT, IIC_SCL_PIN, gpioModeDisabled, 0)
#define IIC_SCL_SET_OUT()    GPIO_PinModeSet(IIC_SCL_PORT, IIC_SCL_PIN, gpioModePushPull, 0)
//设置为推挽输出模式
//#define IIC_SDA_SET_OUT()    GPIO_PinModeSet(IIC_SDA_PORT, IIC_SDA_PIN, gpioModePushPull, 0)
//设置为推开漏出模式
#define IIC_SDA_SET_OUT()    GPIO_PinModeSet(IIC_SDA_PORT, IIC_SDA_PIN, gpioModeWiredAndDrive, 0)
#define IIC_SDA_SET_IN()    GPIO_PinModeSet(IIC_SDA_PORT, IIC_SDA_PIN, gpioModeInput, 0)
#define IIC_SDA_INPUT()      GPIO_PinInGet(IIC_SDA_PORT, IIC_SDA_PIN)
/* 初始化IIC */
void IIC_Init(void)
{
  //设置为推挽输出模式
  IIC_SDA_SET_OUT();  
  IIC_SCL_SET_OUT();    
  //I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=1;
  IIC_SDA_HIGH();
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=1;
  IIC_SCL_HIGH();
}
/* 产生IIC起始信号 */
void IIC_Start(void)
{
  u8 i;
  //IIC_SDA设置为推挽输出
  IIC_SDA_SET_OUT();
  
  //I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=1;
  IIC_SDA_HIGH();
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=1;
  IIC_SCL_HIGH();
  i = 5;
  while(i--);                               //setup time for stop 4us
  
  //I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=0;
  IIC_SDA_LOW();
  
  i = 5;
  while(i--);                               //setup time for stop 4us
  
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
  IIC_SCL_LOW();
}
//产生IIC停止信号
void IIC_Stop(void)
{
  u8 i;
  //IIC_SDA设置为推挽输出
  IIC_SDA_SET_OUT();
  
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
  IIC_SCL_LOW();
  //I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=0;
  IIC_SDA_LOW();
    
  i = 5;
  while(i--);                               //setup time for stop 4us
  
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=1;
  IIC_SCL_HIGH();
  //I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=1;
  IIC_SDA_HIGH();
  i = 5;
  while(i--);                               //setup time for stop 4us                 
}
//主机接收从机应答信号
//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设置为输入
  IIC_SDA_SET_IN();
  //I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=1;
  IIC_SDA_HIGH();
  
  __nop();
  
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=1;
  IIC_SCL_HIGH();
  
  __nop();
  while(IIC_SDA_INPUT())
  {
    ucErrTime++;
    if(ucErrTime>250)
    {
      IIC_Stop();
      return 1;
    }
  }
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
  IIC_SCL_LOW();  
  return 0;  
} 
//主机发送给从机应答信号
//产生ACK应答
void IIC_Ack(void)
{
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
  IIC_SCL_LOW();  
  //IIC_SDA设置为推挽输出
  IIC_SDA_SET_OUT();
  
  //I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=0;
  IIC_SDA_LOW();
  __nop();
  
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=1;
  IIC_SCL_HIGH();
  __nop();
  
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
  IIC_SCL_LOW();
}
//主机发送给从机应答信号
//不产生ACK应答        
void IIC_NAck(void)
{
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
  IIC_SCL_LOW();
  //IIC_SDA设置为推挽输出
  IIC_SDA_SET_OUT();  
  
  //I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA=1;
  IIC_SDA_HIGH();
  __nop();
  
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=1;
  IIC_SCL_HIGH();
  
  __nop();
  
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
  IIC_SCL_LOW();
}                        
//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;   
  
  //IIC_SDA设置为推挽输出
  IIC_SDA_SET_OUT();  
     
  //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
  IIC_SCL_LOW();
  
    for(t=0;t<8;t++)
    {              
    //I2C_SDA PC0 --> IIC_SDA输出数据
        if (((txd&0x80)>>7) & 1)
    {
      IIC_SDA_HIGH();
    }
    else 
    {
      IIC_SDA_LOW();  
    }
    
        txd<<=1;     
    __nop();   //对TEA5767这三个延时都是必须的
    
    //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=1;
    IIC_SCL_HIGH();
    __nop(); 
    
    //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
    IIC_SCL_LOW();
    __nop();
    }
}       
//读1个字节，ack=1时，发送ACK，ack=0，发送nACK   
u8 IIC_Read_Byte(u8 ack)
{
  u8 i, receive=0;
  
  //SDA设置为输入
  IIC_SDA_SET_IN();
  
  
    for(i = 0; i < 8; i++)
  {
    //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=0;
    IIC_SCL_LOW();
    __nop();
    //I2C_SCL PC1 --> IIC_SCL=1;
    IIC_SCL_HIGH();
        receive <<= 1;
    
        if(IIC_SDA_INPUT())
      receive++;   
      
    __nop(); 
    }
  
  __nop(); 
  ack ? IIC_Ack() : IIC_NAck();
  
    return receive;
}

自带 I2C

这边仅以 stm32 平台通过 I2C 总线读取 EEPROM 为例，说明下如何通过芯片自带 I2C 功能来通信。

#define  EEP_Firstpage      0x00
u8 I2c_Buf_Write[256];
u8 I2c_Buf_Read[256];
static void I2C_GPIO_Config(void)
{
  GPIO_InitTypeDef  GPIO_InitStructure; 
  /* 使能与 I2C1 有关的时钟 */
  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB,ENABLE);
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1,ENABLE);  
    
  /* PB6-I2C1_SCL、PB7-I2C1_SDA*/
  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;	       // 开漏输出
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStructure);
}
static void I2C_Mode_Configu(void)
{
  I2C_InitTypeDef  I2C_InitStructure; 
  /* I2C 配置 */
  I2C_InitStructure.I2C_Mode = I2C_Mode_I2C;
  I2C_InitStructure.I2C_DutyCycle = I2C_DutyCycle_2;
  I2C_InitStructure.I2C_OwnAddress1 =I2C1_OWN_ADDRESS7; 
  I2C_InitStructure.I2C_Ack = I2C_Ack_Enable ;
  I2C_InitStructure.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit;
  I2C_InitStructure.I2C_ClockSpeed = I2C_Speed;
  
  /* 使能 I2C1 */
  I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
  /* I2C1 初始化 */
  I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStructure);   
}
void I2C_EE_Init(void)
{
  I2C_GPIO_Config(); 
 
  I2C_Mode_Configu();
  /* 选择 EEPROM Block0 来写入 */
  EEPROM_ADDRESS = EEPROM_Block0_ADDRESS;
}
void I2C_EE_BufferWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u16 NumByteToWrite)
{
  u8 NumOfPage = 0, NumOfSingle = 0, Addr = 0, count = 0;
  Addr = WriteAddr % I2C_PageSize;
  count = I2C_PageSize - Addr;
  NumOfPage =  NumByteToWrite / I2C_PageSize;
  NumOfSingle = NumByteToWrite % I2C_PageSize;
  I2C_EE_PageWrite(pBuffer, WriteAddr, NumOfSingle);
  I2C_EE_WaitEepromStandbyState();
}
void I2C_EE_PageWrite(u8* pBuffer, u8 WriteAddr, u8 NumByteToWrite)
{
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY)); // Added by Najoua 27/08/2008
    
  /* Send START condition */
  I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
  
  /* Test on EV5 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT)); 
  
  /* Send EEPROM address for write */
  I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
  
  /* Test on EV6 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));  
  /* Send the EEPROM's internal address to write to */    
  I2C_SendData(I2C1, WriteAddr);  
  /* Test on EV8 and clear it */
  while(! I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
  /* While there is data to be written */
  while(NumByteToWrite--)  
  {
    /* Send the current byte */
    I2C_SendData(I2C1, *pBuffer); 
    /* Point to the next byte to be written */
    pBuffer++; 
  
    /* Test on EV8 and clear it */
    while (!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
  }
  /* Send STOP condition */
  I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
}
void I2C_EE_WaitEepromStandbyState(void)      
{
  vu16 SR1_Tmp = 0;
  do
  {
    /* Send START condition */
    I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
    /* Read I2C1 SR1 register */
    SR1_Tmp = I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);
    /* Send EEPROM address for write */
    I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
  }while(!(I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1) & 0x0002));
  
  /* Clear AF flag */
  I2C_ClearFlag(I2C1, I2C_FLAG_AF);
  /* STOP condition */    
  I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE); 
}
void I2C_EE_BufferRead(u8* pBuffer, u8 ReadAddr, u16 NumByteToRead)
{  
  //*((u8 *)0x4001080c) |=0x80; 
    while(I2C_GetFlagStatus(I2C1, I2C_FLAG_BUSY)); // Added by Najoua 27/08/2008
    
    
  /* Send START condition */
  I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
  //*((u8 *)0x4001080c) &=~0x80;
  
  /* Test on EV5 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
  /* Send EEPROM address for write */
  I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Transmitter);
  /* Test on EV6 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));
  
  /* Clear EV6 by setting again the PE bit */
  I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
  /* Send the EEPROM's internal address to write to */
  I2C_SendData(I2C1, ReadAddr);  
  /* Test on EV8 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
  
  /* Send STRAT condition a second time */  
  I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);
  
  /* Test on EV5 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
  
  /* Send EEPROM address for read */
  I2C_Send7bitAddress(I2C1, EEPROM_ADDRESS, I2C_Direction_Receiver);
  
  /* Test on EV6 and clear it */
  while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));
  
  /* While there is data to be read */
  while(NumByteToRead)  
  {
    if(NumByteToRead == 1)
    {
      /* Disable Acknowledgement */
      I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE);
      
      /* Send STOP Condition */
      I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);
    }
    /* Test on EV7 and clear it */
    if(I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED))  
    {      
      /* Read a byte from the EEPROM */
      *pBuffer = I2C_ReceiveData(I2C1);
      /* Point to the next location where the byte read will be saved */
      pBuffer++; 
      
      /* Decrement the read bytes counter */
      NumByteToRead--;        
    }   
  }
  /* Enable Acknowledgement to be ready for another reception */
  I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE);
}
void I2C_Test(void)
{
  u16 i;
  printf("写入的数据\n\r");
  for ( i=0; i<=255; i++ ) //填充缓冲
  {   
    I2c_Buf_Write[i] = i;  
  }
  //将I2c_Buf_Write中顺序递增的数据写入EERPOM中 
  I2C_EE_BufferWrite(I2c_Buf_Write, EEP_Firstpage, 256);	 
  //将EEPROM读出数据顺序保持到I2c_Buf_Read中 
  I2C_EE_BufferRead(I2c_Buf_Read, EEP_Firstpage, 256); 
}

小结

我们在根据芯片手册来写 I2C 驱动时，尤其需要注意以下几点：

传输数据的大小端模式，这边的大小端是位大小端而不是字节。
时钟周期，如果通讯出现问题，试着用示波器看 CLK 波形得出通讯速度，以及看下通讯设备能够支持的速度。
看下应答信号是否设置成功。

参考链接：
https://blog.csdn.net/luckywang1103/article/details/17549739
https://zhuanlan.zhihu.com/p/26579936
http://wenku.baidu.com/view/2a0a7f9869dc5022abea001d.html
http://blog.csdn.net/zmq5411/article/details/6085740
https://zh.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C
http://blog.sina.com.cn/s/blog_626998030102vfjx.html