基于STM32L4XX、HAL库的FM24CL16B铁电存储器 驱动程序设计

一、简介：

        FM24CL16B 是一款由Cypress（现为Infineon）生产的16Kbit（2K x 8）串行FRAM（铁电随机存取存储器）芯片。FRAM结合了RAM和ROM的优点，具有非易失性、高速读写、低功耗等特点。FM24CL16B通过I2C接口与微控制器通信，支持标准模式（100kHz）和快速模式（400kHz）。

二、硬件接口：

FM24CL16B的硬件接口非常简单，主要引脚如下：

• VDD: 电源电压（1.8V - 3.6V）

• VSS: 地

• SDA: I2C数据线

• SCL: I2C时钟线

• A0, A1, A2: 地址选择引脚（用于设置I2C地址）

• WP: 写保护引脚（高电平时写保护）

三、I2C初始化：  

#include "stm32l4xx_hal.h"

I2C_HandleTypeDef hi2c1;

void I2C1_Init(void)
{
    hi2c1.Instance = I2C1;
    hi2c1.Init.Timing = 0x00707CBB; // 400kHz
    hi2c1.Init.OwnAddress1 = 0;
    hi2c1.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
    hi2c1.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
    hi2c1.Init.OwnAddress2 = 0;
    hi2c1.Init.OwnAddress2Masks = I2C_OA2_NOMASK;
    hi2c1.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
    hi2c1.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
    if (HAL_I2C_Init(&hi2c1) != HAL_OK)
    {
        // 初始化错误处理
    }
}

四、头文件：

#ifndef FM24CL16B_H
#define FM24CL16B_H

#include "stm32l4xx_hal.h"

#define FM24CL16B_I2C_ADDRESS 0xA0 // 7-bit address (A2A1A0 = 000)

#define FM24CL16B_WRITE 0
#define FM24CL16B_READ 1

#define FM24CL16B_MEMORY_SIZE 2048 // 2K bytes

HAL_StatusTypeDef FM24CL16B_Write(uint16_t MemAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size);
HAL_StatusTypeDef FM24CL16B_Read(uint16_t MemAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size);

#endif // FM24CL16B_H

五、源文件：

#include "fm24cl16b.h"

extern I2C_HandleTypeDef hi2c1;

HAL_StatusTypeDef FM24CL16B_Write(uint16_t MemAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
    uint8_t address[2];
    address[0] = (uint8_t)(MemAddress >> 8); // 高字节
    address[1] = (uint8_t)(MemAddress & 0xFF); // 低字节

    return HAL_I2C_Mem_Write(&hi2c1, FM24CL16B_I2C_ADDRESS, MemAddress, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, pData, Size, HAL_MAX_DELAY);
}

HAL_StatusTypeDef FM24CL16B_Read(uint16_t MemAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size)
{
    return HAL_I2C_Mem_Read(&hi2c1, FM24CL16B_I2C_ADDRESS, MemAddress, I2C_MEMADD_SIZE_16BIT, pData, Size, HAL_MAX_DELAY);
}

六、应用：

#include "main.h"
#include "fm24cl16b.h"

I2C_HandleTypeDef hi2c1; // I2C句柄

void SystemClock_Config(void);
static void MX_GPIO_Init(void);
static void MX_I2C1_Init(void);

int main(void)
{
    HAL_Init(); // 初始化HAL库
    SystemClock_Config(); // 配置系统时钟
    MX_GPIO_Init(); // 初始化GPIO
    MX_I2C1_Init(); // 初始化I2C1

    uint8_t writeData[10] = {0x01, 0x02, 0x03, 0x04, 0x05, 0x06, 0x07, 0x08, 0x09, 0x0A};
    uint8_t readData[10] = {0};

    // 写入数据到FM24CL16B
    if (FM24CL16B_Write(0x0000, writeData, 10) == HAL_OK)
    {
        // 写入成功
    }

    // 从FM24CL16B读取数据
    if (FM24CL16B_Read(0x0000, readData, 10) == HAL_OK)
    {
        // 读取成功
    }

    while (1)
    {
        // 主循环
    }
}

/**
  * @brief  System Clock Configuration
  * @retval None
  */
void SystemClock_Config(void)
{
    // 配置系统时钟（根据实际硬件配置）
    RCC_OscInitTypeDef RCC_OscInitStruct = {0};
    RCC_ClkInitTypeDef RCC_ClkInitStruct = {0};

    RCC_OscInitStruct.OscillatorType = RCC_OSCILLATORTYPE_HSI;
    RCC_OscInitStruct.HSIState = RCC_HSI_ON;
    RCC_OscInitStruct.HSICalibrationValue = RCC_HSICALIBRATION_DEFAULT;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLState = RCC_PLL_ON;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLSource = RCC_PLLSOURCE_HSI;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLM = 1;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLN = 10;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLP = RCC_PLLP_DIV7;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLQ = RCC_PLLQ_DIV2;
    RCC_OscInitStruct.PLL.PLLR = RCC_PLLR_DIV2;
    if (HAL_RCC_OscConfig(&RCC_OscInitStruct) != HAL_OK)
    {
        // 时钟初始化错误处理
    }

    RCC_ClkInitStruct.ClockType = RCC_CLOCKTYPE_HCLK | RCC_CLOCKTYPE_SYSCLK
                                  | RCC_CLOCKTYPE_PCLK1 | RCC_CLOCKTYPE_PCLK2;
    RCC_ClkInitStruct.SYSCLKSource = RCC_SYSCLKSOURCE_PLLCLK;
    RCC_ClkInitStruct.AHBCLKDivider = RCC_SYSCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB1CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;
    RCC_ClkInitStruct.APB2CLKDivider = RCC_HCLK_DIV1;

    if (HAL_RCC_ClockConfig(&RCC_ClkInitStruct, FLASH_LATENCY_4) != HAL_OK)
    {
        // 时钟配置错误处理
    }
}

/**
  * @brief  GPIO Initialization
  * @retval None
  */
static void MX_GPIO_Init(void)
{
    // 初始化GPIO（根据实际硬件配置）
    __HAL_RCC_GPIOA_CLK_ENABLE();
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct = {0};

    GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_9 | GPIO_PIN_10; // SDA: PA10, SCL: PA9
    GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
    GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
    GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C1;
    HAL_GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStruct);
}