生活随笔
收集整理的這篇文章主要介紹了
I2C总线介绍
小編覺得挺不錯(cuò)的,現(xiàn)在分享給大家,幫大家做個(gè)參考.
1.1?I2C總線知識(shí)
1.1.1? I2C總線物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
?
????I2C總線在物理連接上非常簡(jiǎn)單，分別由SDA(串行數(shù)據(jù)線)和SCL(串行時(shí)鐘線)及上拉電阻組成。通信原理是通過對(duì)SCL和SDA線高低電平時(shí)序的控制，來產(chǎn)生I2C總線協(xié)議所需要的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳遞。在總線空閑狀態(tài)時(shí)，這兩根線一般被上面所接的上拉電阻拉高，保持著高電平。
1.1.2? I2C總線特征
??? I2C總線上的每一個(gè)設(shè)備都可以作為主設(shè)備或者從設(shè)備，而且每一個(gè)設(shè)備都會(huì)對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的地址(可以從I2C器件的數(shù)據(jù)手冊(cè)得知)，主從設(shè)備之間就通過這個(gè)地址來確定與哪個(gè)器件進(jìn)行通信，在通常的應(yīng)用中，我們把CPU帶I2C總線接口的模塊作為主設(shè)備，把掛接在總線上的其他設(shè)備都作為從設(shè)備。
??? I2C總線上可掛接的設(shè)備數(shù)量受總線的最大電容400pF 限制，如果所掛接的是相同型號(hào)的器件，則還受器件地址位的限制。
??? I2C總線數(shù)據(jù)傳輸速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbit/s，快速模式下可達(dá)400kbit/s，高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s。一般通過I2C總線接口可編程時(shí)鐘來實(shí)現(xiàn)傳輸速率的調(diào)整，同時(shí)也跟所接的上拉電阻的阻值有關(guān)。
??? I2C總線上的主設(shè)備與從設(shè)備之間以字節(jié)(8位)為單位進(jìn)行雙向的數(shù)據(jù)傳輸。
1.1.3? I2C總線協(xié)議
??? I2C協(xié)議規(guī)定，總線上數(shù)據(jù)的傳輸必須以一個(gè)起始信號(hào)作為開始條件，以一個(gè)結(jié)束信號(hào)作為傳輸?shù)耐Ｖ箺l件。起始和結(jié)束信號(hào)總是由主設(shè)備產(chǎn)生。總線在空閑狀態(tài)時(shí)，SCL和SDA都保持著高電平，當(dāng)SCL為高電平而SDA由高到低的跳變，表示產(chǎn)生一個(gè)起始條件；當(dāng)SCL為高而SDA由低到高的跳變，表示產(chǎn)生一個(gè)停止條件。在起始條件產(chǎn)生后，總線處于忙狀態(tài)，由本次數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鲝脑O(shè)備獨(dú)占，其他I2C器件無法訪問總線；而在停止條件產(chǎn)生后，本次數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹鲝脑O(shè)備將釋放總線，總線再次處于空閑狀態(tài)。如圖所示：
??? 在了解起始條件和停止條件后，我們?cè)賮砜纯丛谶@個(gè)過程中數(shù)據(jù)的傳輸是如何進(jìn)行的。前面我們已經(jīng)提到過，數(shù)據(jù)傳輸以字節(jié)為單位。主設(shè)備在SCL線上產(chǎn)生每個(gè)時(shí)鐘脈沖的過程中將在SDA線上傳輸一個(gè)數(shù)據(jù)位，當(dāng)一個(gè)字節(jié)按數(shù)據(jù)位從高位到低位的順序傳輸完后，緊接著從設(shè)備將拉低SDA線，回傳給主設(shè)備一個(gè)應(yīng)答位，此時(shí)才認(rèn)為一個(gè)字節(jié)真正的被傳輸完成。當(dāng)然，并不是所有的字節(jié)傳輸都必須有一個(gè)應(yīng)答位，比如：當(dāng)從設(shè)備不能再接收主設(shè)備發(fā)送的數(shù)據(jù)時(shí)，從設(shè)備將回傳一個(gè)否定應(yīng)答位。數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程如圖所示：
?
??? 在前面我們還提到過，I2C總線上的每一個(gè)設(shè)備都對(duì)應(yīng)一個(gè)唯一的地址，主從設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸是建立在地址的基礎(chǔ)上，也就是說，主設(shè)備在傳輸有效數(shù)據(jù)之前要先指定從設(shè)備的地址，地址指定的過程和上面數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程一樣，只不過大多數(shù)從設(shè)備的地址是7位的，然后協(xié)議規(guī)定再給地址添加一個(gè)最低位用來表示接下來數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较?#xff0c;0表示主設(shè)備向從設(shè)備寫數(shù)據(jù)，1表示主設(shè)備向從設(shè)備讀數(shù)據(jù)。如圖所示：
?
1.1.4? I2C總線操作
??? 對(duì)I2C總線的操作實(shí)際就是主從設(shè)備之間的讀寫操作。大致可分為以下三種操作情況：
??? 第一，主設(shè)備往從設(shè)備中寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸格式如下：
????
??? 第二，主設(shè)備從從設(shè)備中讀數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸格式如下：
????
??? 第三，主設(shè)備往從設(shè)備中寫數(shù)據(jù)，然后重啟起始條件，緊接著從從設(shè)備中讀取數(shù)據(jù)；或者是主設(shè)備從從設(shè)備中讀數(shù)據(jù)，然后重啟起始條件，緊接著主設(shè)備往從設(shè)備中寫數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸格式如下：
??? 第三種操作在單個(gè)主設(shè)備系統(tǒng)中，重復(fù)的開啟起始條件機(jī)制要比用STOP終止傳輸后又再次開啟總線更有效率。
1.2?I2C總線硬件接口電路示例
1.2.1?I2C總線硬件接口電路示例一
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??? 這個(gè)電路是基于LPC2368 ARM7芯片進(jìn)行設(shè)計(jì)的，使用其內(nèi)部的I2C接口作為主設(shè)備，使用ADT75和SC16IS740作為兩個(gè)從設(shè)備的I2C總線應(yīng)用。
??? ADT75是一個(gè)帶I2C接口的溫度傳感器器件，數(shù)據(jù)手冊(cè)上對(duì)其地址的描述如下：
?????
??? 由此，其地址跟A0、A1、A2引腳的接法有關(guān)，我們這里的實(shí)例是將A0、A1、A2全部接到高電平上，因此其地址是：1001111(即0x4F)，又因根據(jù)協(xié)議再給地址添加一個(gè)最低位(方向位，默認(rèn)給寫方向)，因此最后這個(gè)溫度傳感器作為從設(shè)備的地址是：10011110(即0x9E)。
??? SC16IS740是一個(gè)具有I2C或者SPI接口的擴(kuò)展UART的器件(通過第8腳來決定使用I2C還是SPI接口，我們這里要求使用I2C接口，因此將第8腳接到高電平)。根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)，我們同樣的可以知道地址跟A0、A1的接法有關(guān)，我們這里的A0接高電平，A1接低電平。因此這個(gè)器件作為從設(shè)備的地址是：10010010(即0x92)。
1.2.2?I2C總線硬件接口電路示例二
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??? 這個(gè)電路是Mini2440開發(fā)板上I2C總線接口的應(yīng)用。我們可以看到，SDA和SCL線上接了一個(gè)10K的上拉排阻。AT24C08是一個(gè)容量為8Kbit的EEPROM存儲(chǔ)器件(注意是8Kbit，也就是1KB) ，根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)中器件地址部分的描述，AT24C08的地址是：1010+A2A1A0+方向位，其中1010是EEPROM的類型識(shí)別符；僅僅使用A2來確定總線訪問本器件的從設(shè)備地址，這里接的低電平，所以為0；A1和A0是器件內(nèi)部頁地址，在對(duì)器件擦除或者編程時(shí)使用，雖然這里也接的低電平，但器件內(nèi)部并不使用引腳的輸入值，也就是說A1和A0的值是由軟件進(jìn)行設(shè)定的。
1.3?脫離操作系統(tǒng)的I2C總線驅(qū)動(dòng)示例(以電路示例一為例)
1.3.1?LPC2368中I2C接口寄存器描述
??? LPC2368中有三個(gè)I2C總線接口，分別表示為I2C0、I2C1和I2C2，每個(gè)I2C接口都包含7個(gè)寄存器。它們分別是：
I2C控制置位寄存器(I2CONSET)：?8位寄存器，各位不同的設(shè)置是對(duì)I2C總線不同的控制。
?
| 位 | 符號(hào) | 描述 | 復(fù)位值 |
| 1:0 | - | 保留，用戶軟件不要向其寫入1。從保留位讀出的值未被定義1。從保留位讀出的值未被定義 | NA |
| 2 | AA | 聲明應(yīng)答標(biāo)志。為1時(shí)將為需要應(yīng)答的情況產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)答 | 0 |
| 3 | SI | I2C中斷標(biāo)志。當(dāng)I2C狀態(tài)改變時(shí)該位置位 | 0 |
| 4 | STO | 總線停止條件控制。1發(fā)出一個(gè)停止條件，當(dāng)總線檢測(cè)到停止條件時(shí)，STO自動(dòng)清零 | 0 |
| 5 | STA | 總線起始條件控制。1進(jìn)入主模式并發(fā)出一個(gè)起始條件 | 0 |
| 6 | I2EN | 總線使能控制。1為使能 | 0 |
| 7 | - | 保留，用戶軟件不要向其寫入1。從保留位讀出的值未被定義 | NA |
?
I2C控制清零寄存器(I2CONCLR):?8位寄存器，對(duì)I2CONSET寄存器中的相應(yīng)為清零。
?
| 位 | 符號(hào) | 描述 | 復(fù)位值 |
| 1:0 | - | 保留，用戶軟件不要向其寫入1。從保留位讀出的值未被定義1。從保留位讀出的值未被定義 | NA |
| 2 | AAC | 聲明應(yīng)答標(biāo)志清零位。向該位寫入1清零I2CONSET寄存器中的AA位 | 0 |
| 3 | SIC | 中斷標(biāo)志清零位。向該位寫入1清零I2CONSET寄存器中的SI位 | 0 |
| 4 | - | 保留，用戶軟件不要向其寫入1。從保留位讀出的值未被定義 | NA |
| 5 | STAC | 起始條件清零位。向該位寫入1清零I2CONSET寄存器中的STA位 | 0 |
| 6 | I2ENC | 總線禁能控制。寫入1清零I2CONSET寄存器中的I2EN位 | 0 |
| 7 | - | 保留，用戶軟件不要向其寫入1。從保留位讀出的值未被定義 | NA |
?
I2C狀態(tài)寄存器(I2STAT): 8位只讀寄存器，用于監(jiān)控總線的實(shí)時(shí)狀態(tài)(可能存在26種狀態(tài))。
| 位 | 符號(hào) | 描述 | 復(fù)位值 |
| 2:0 | - | 這3個(gè)位不使用且總是為0 3個(gè)位不使用且總是為0 | 0 |
| 7:3 | Status | 這些位給出I2C接口的實(shí)時(shí)狀態(tài)，不同的值代表不同的狀態(tài)，狀態(tài)碼請(qǐng)參考數(shù)據(jù)手冊(cè)I2C接口的實(shí)時(shí)狀態(tài)，不同的值代表不同的狀態(tài)，狀態(tài)碼請(qǐng)參考數(shù)據(jù)手冊(cè) | 0x1F |
I2C數(shù)據(jù)寄存器(I2DAT): 8位寄存器，在SI置位期間，I2DAT中的數(shù)據(jù)保持穩(wěn)定。
| 位 | 符號(hào) | 描述 | 復(fù)位值 |
| 7:0 | Data | 該寄存器保留已經(jīng)接收到或者準(zhǔn)備要發(fā)送的數(shù)據(jù)值 | 0 |
I2C從地址寄存器(I2ADR): 8位寄存器，I2C總線為從模式時(shí)才使用。主模式中該寄存器無效。
| 位 | 符號(hào) | 描述 | 復(fù)位值 |
| 0 | GC | 通用調(diào)用使能位 | 0 |
| 7:1 | Address | 從模式的I2C器件地址I2C器件地址 | 0x00 |
SCH占空比寄存器(I2SCLH): 16位寄存器，用于定義SCL高電平所保持的PCLK周期數(shù)。
| 位 | 符號(hào) | 描述 | 復(fù)位值 |
| 15:0 | SCLH | SCL高電平周期選擇計(jì)數(shù)高電平周期選擇計(jì)數(shù) | 0x0004 |
SCL占空比寄存器(I2SCLL): 16位寄存器，用于定義SCL低電平所保持的PCLK周期數(shù)。
| 位 | 符號(hào) | 描述 | 復(fù)位值 |
| 15:0 | SCLL | SCL低電平周期選擇計(jì)數(shù)低電平周期選擇計(jì)數(shù) | 0x0004 |
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??? 在前面的I2C總線特征中我們提到過，I2C總線的速率通過可編程時(shí)鐘來調(diào)整，即必須通過軟件對(duì)I2SCLH和I2SCLL寄存器進(jìn)行設(shè)置來選擇合適的數(shù)據(jù)頻率和占空比。 頻率由下面的公式得出（fPCLK是PCLK的頻率）。
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1.3.2?LPC2368中I2C總線操作
??? 在1.1.4中我們已經(jīng)講過了對(duì)I2C總線的操作，但那只是從協(xié)議和時(shí)序上的描述，那我們?nèi)绾螐能浖先ンw現(xiàn)出來呢？接下來我們就討論這個(gè)問題。
??? 對(duì)I2C總線上主從設(shè)備的讀寫可使用兩種方法，一是使用輪詢的方式，二是使用中斷的方式。輪詢方式即是在一個(gè)循環(huán)中判斷I2C狀態(tài)寄存器當(dāng)前的狀態(tài)值來確定總線當(dāng)前所處的狀態(tài)，然后根據(jù)這個(gè)狀態(tài)來進(jìn)行下一步的操作。中斷方式即是使能I2C中斷，注冊(cè)I2C中斷服務(wù)程序，在服務(wù)程序中讀取I2C狀態(tài)寄存器的當(dāng)前狀態(tài)值，再根據(jù)狀態(tài)值來確定下一步的操作。
??? 不管使用哪種方法，看來I2C狀態(tài)寄存器的值是至關(guān)重要的。這些狀態(tài)值代表什么意思呢？下面我們描述一些常用的狀態(tài)值(詳細(xì)的狀態(tài)值含義請(qǐng)參考數(shù)據(jù)手冊(cè))。
0x08: 表明主設(shè)備向總線已發(fā)出了一個(gè)起始條件；
0x10: 表明主設(shè)備向總線已發(fā)出了一個(gè)重復(fù)的起始條件；
0x18: 表明主設(shè)備向總線已發(fā)送了一個(gè)從設(shè)備地址(寫方向)并且接收到從設(shè)備的應(yīng)答；
0x20: 表明主設(shè)備向總線已發(fā)送了一個(gè)從設(shè)備地址(寫方向)并且接收到從設(shè)備的非應(yīng)答；
0x28: 表明主設(shè)備向總線已發(fā)送了一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并且接收到從設(shè)備的應(yīng)答；
0x30: 表明主設(shè)備向總線已發(fā)送了一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并且接收到從設(shè)備的非應(yīng)答；
0x40: 表明主設(shè)備向總線已發(fā)送了一個(gè)從設(shè)備地址(讀方向)并且接收到從設(shè)備的應(yīng)答；
0x48: 表明主設(shè)備向總線已發(fā)送了一個(gè)從設(shè)備地址(讀方向)并且接收到從設(shè)備的非應(yīng)答；
0x50: 表明主設(shè)備從總線上已接收一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并且返回了應(yīng)答；
0x58: 表明主設(shè)備從總線上已接收一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)并且返回了非應(yīng)答；
1.3.3?示例代碼
一、?輪詢方式讀寫總線：
?
??? 對(duì)于代碼中從設(shè)備內(nèi)部寄存器的操作請(qǐng)參考該設(shè)備的數(shù)據(jù)手冊(cè)。例如，要讀取溫度傳感器的溫度值只需要調(diào)用：I2C0_ReadRegister(CHANNEL_TEMPERATURE, ADT75A_TEMP, &value)，如果讀取成功，則value中的數(shù)據(jù)就是通過I2C總線讀取溫度傳感器中的溫度數(shù)據(jù)。
二、?中斷方式讀寫總線：
??? 這里的從設(shè)備地址定義、I2C控制寄存器宏定義和I2C初始化與上面輪詢中的類似，只是要在初始化函數(shù)中加上中斷申請(qǐng)的代碼，中斷服務(wù)程序名稱為：I2C0_Exception。這里不再貼出以上代碼了，這里只貼出關(guān)鍵性的代碼。
| /*定義I2C狀態(tài)標(biāo)志*/
typedef?enum
{
????I2C_IDLE?=?0,
????I2C_STARTED?=?1,
????I2C_RESTARTED?=?2,
????I2C_REPEATED_START?=?3,
????I2C_DATA_ACK?=?4,
????I2C_DATA_NACK?=?5
}?I2C_STATUS_FLAG;
/*定義I2C數(shù)據(jù)傳輸緩沖區(qū)大小和傳輸超時(shí)大小*/
#define?I2C_BUFSIZE 0x200
#define?I2C_TIMEOUT 0x00FFFFFF
/*定義I2C當(dāng)前狀態(tài)標(biāo)志*/
volatile?I2C_STATUS_FLAG I2C_Flag;
/*I2C當(dāng)前的模式,0為主發(fā)送器模式,1為主接收器模式*/
volatile?uint32 I2CMasterMode?=?0;
/*分別定義I2C接收和發(fā)送緩沖區(qū)、要發(fā)送或要接收的字節(jié)數(shù)、實(shí)際發(fā)送或接收的字節(jié)數(shù)*/
volatile?uint8 I2CReadBuf[I2C_BUFSIZE],?I2CWriteBuf[I2C_BUFSIZE];
volatile?uint32 I2CReadLength,?I2CWriteLength;
volatile?uint32 I2C_RD_Index,?I2C_WR_Index;
/****************************************************************************
** Function name: I2C0_Exception
** Descriptions : I2C0中斷服務(wù)程序
** Input : 無
** Output : 無
** Created Date : 2011-03-24?
*****************************************************************************/
void?I2C0_Exception(void)
{
????volatile?uint32 stat_value;
????stat_value?=?I20STAT;
????switch(stat_value)
????{
????????case?0x08:
????????????/*發(fā)出了一個(gè)起始條件,接下來將發(fā)送從地址然后清零SI位和STA位*/
????????????I2C_Flag?=?I2C_STARTED;
????????????I20DAT?=?I2CWriteBuf[I2C_WR_Index];
????????????I2C_WR_Index++;
????????????I20CONCLR?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????????????break;
????????case?0x10:
????????????/*一個(gè)重復(fù)的起始條件發(fā)送完成,接下來要將發(fā)送從地址然后清零SI位和STA位*/
????????????I2C_Flag?=?I2C_RESTARTED;
????????????if(I2CMasterMode?==?1)
????????????{
????????????????/*注意I2CWriteBuf中的第0位是設(shè)備從地址和寫方向位,因這里是讀操作,故將第0位的方向位變?yōu)樽x*/
????????????????I20DAT?=?I2CWriteBuf[0]?|?0x01;
????????????}
????????????I20CONCLR?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????????????break;
????????case?0x18?/*(注：SLA+W表示從設(shè)備地址+寫方向)*/
????????????/*發(fā)送SLA+W后已接收到ACK,接下來開始發(fā)送數(shù)據(jù)字節(jié)到數(shù)據(jù)寄存器然后清零SI位*/
????????????if(I2C_Flag?==?I2C_STARTED)
????????????{
????????????????I2C_Flag?=?I2C_DATA_ACK;
????????????????I20DAT?=?I2CWriteBuf[I2C_WR_Index];
????????????????I2C_WR_Index++;
????????????}
????????????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????????????break;
????????case?0x28:
????????????/*此狀態(tài)表明已發(fā)送I2DAT中的字節(jié)且接收到ACK,接下來繼續(xù)發(fā)送下一個(gè)字節(jié)*/
????????case?0x30:
????????????/*已發(fā)送I2DAT中的字節(jié)且接收到非ACK,接下來可能發(fā)出停止條件或重啟起始條件*/
????????????if(I2C_WR_Index?!=?I2CWriteLength)
????????????{
????????????????/*實(shí)際發(fā)送的字節(jié)數(shù)與要發(fā)送的不相等則繼續(xù)發(fā)送,但可能是最后一次*/
????????????????I20DAT?=?I2CWriteBuf[I2C_WR_Index];
????????????????I2C_WR_Index++;
????????????????if(I2C_WR_Index?!=?I2CWriteLength)
????????????????{
????????????????????I2C_Flag?=?I2C_DATA_ACK;
????????????????}
????????????????else
????????????????{
????????????????????/*如果實(shí)際發(fā)送與要發(fā)送的相等了,表明主發(fā)送端數(shù)據(jù)發(fā)送完成*/
????????????????????I2C_Flag?=?I2C_DATA_NACK;
????????????????????if(I2CReadLength?!=?0)
????????????????????{
????????????????????????/*如果主發(fā)送端有等待接收的字節(jié),則切換為主接收模式,重啟起始條件*/
????????????????????????I2C_Flag?=?I2C_REPEATED_START;
????????????????????????I20CONSET?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????????????????????}
????????????????}
????????????}
????????????else
????????????{
????????????????/*如果實(shí)際發(fā)送與要發(fā)送的相等了,表明主發(fā)送端數(shù)據(jù)發(fā)送完成*/
????????????????I2C_Flag?=?I2C_DATA_NACK;
????????????????if(I2CReadLength?!=?0)
????????????????{
????????????????????/*如果主發(fā)送端有等待接收的字節(jié),則表明需切換為主接收模式,重啟起始條件*/
????????????????????I2C_Flag?=?I2C_REPEATED_START;
????????????????????I20CONSET?=?I2C_STA;
????????????????}
????????????}
????????????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????????????break;
????????case?0x40:
????????????/*此狀態(tài)表明已發(fā)送SLA+R后已接收到ACK*/
????????????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????????????break;?
????????case?0x50:
????????????/*此狀態(tài)表明已接收數(shù)據(jù)字節(jié)后已接收到ACK*/
????????case?0x58:
????????????/*此狀態(tài)表明已接收數(shù)據(jù)字節(jié)后已接收到非ACK*/
????????????I2CReadBuf[I2C_RD_Index]?=?I20DAT;
????????????I2C_RD_Index++;
????????????if(I2C_RD_Index?!=?I2CReadLength)
????????????{
????????????????/*如果實(shí)際接收的字節(jié)與要接收的不相等,則繼續(xù)接收*/
????????????????I2C_Flag?=?I2C_DATA_ACK;
????????????}
????????????else
????????????{
????????????????/*否則接收完畢*/
????????????????I2C_RD_Index?=?0;
????????????????I2C_Flag?=?I2C_DATA_NACK;
????????????}
????????????I20CONCLR?=?I2C_AA?|?I2C_SI;
????????????break;
????????case?0x20:
????????????/*此狀態(tài)表明已發(fā)送SLA+W后已接收到非ACK*/
????????case?0x48:
????????????/*此狀態(tài)表明已發(fā)送SLA+R后已接收到非ACK*/
????????????I2C_Flag?=?I2C_DATA_NACK;
????????????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????????????break;
????????default:
????????????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????????????break;
????}
????VICVectAddr?=?0x00;?
}
/****************************************************************************
** Function name: I2C0_Start
** Descriptions : 設(shè)置I2C0總線傳輸起始條件
** Input : 無
** Output : 返回TRUE/FALSE, FALSE為設(shè)置超時(shí)
** Created Date : 2011-03-24?
*****************************************************************************/
BOOL?I2C0_Start(void)
{
????uint32 timeout?=?0;
????BOOL?retVal?=?FALSE;
????/*設(shè)置配置寄存器STA位開始條件*/
????I20CONSET?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????/*等待起始條件完成*/
????while(1)
????{
????????if(I2C_Flag?==?I2C_STARTED)
????????{
????????????retVal?=?TRUE;
????????????break;?
????????}
????????if(timeout?>=?I2C_TIMEOUT)
????????{
????????????retVal?=?FALSE;
????????????break;
????????}
????????timeout++;
????}
????return?retVal;
}
/****************************************************************************
** Function name: I2C0_Stop
** Descriptions : 設(shè)置I2C0總線傳輸停止條件
** Input : 無
** Output : 返回TRUE
** Created Date : 2011-03-24?
*****************************************************************************/
BOOL?I2C0_Stop(void)
{
????/*設(shè)置配置寄存器STO位停止條件和清除SI標(biāo)志*/
????I20CONSET?=?I2C_STO;?
????I20CONCLR?=?I2C_SI;?
????/*等待停止條件完成*/
????while(I20CONSET?&?I2C_STO);
????return?TRUE;
}
/****************************************************************************
** Function name: I2C0_Engine
** Descriptions : 完成I2C0總線從開始到停止的傳輸，傳輸過程在中斷服務(wù)程序中進(jìn)行
** Input : 無
** Output : 返回TRUE/FALSE
** Created Date: 2011-03-24?
*****************************************************************************/
BOOL?I2C0_Engine(void)
{
????I2C_Flag?=?I2C_IDLE;
????I2C_RD_Index?=?0;
????I2C_WR_Index?=?0;
????if(I2C0_Start()?!=?TRUE)
????{
????????I2C0_Stop();
????????return?FALSE;
????}
????while(1)
????{
????????if(I2C_Flag?==?I2C_DATA_NACK)
????????{
????????????I2C0_Stop();
????????????break;
????????}
????}?
????return?TRUE;
} |
??? 從上面代碼中看，如果要使用I2C總線啟動(dòng)一次數(shù)據(jù)傳輸只需要先初始化好發(fā)送或接收緩沖區(qū)，然后調(diào)用I2C0_Engine()函數(shù)即可。如下代碼所示：
| /****************************************************************************
** Function name: I2C0_ReadWriteTransmission
** Descriptions : I2C總線數(shù)據(jù)讀寫傳輸
** Input : read_buf-讀數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
??????????????????read_len-讀數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
??????????????????write_buf-寫數(shù)據(jù)緩沖區(qū)
??????????????????write_len-寫數(shù)據(jù)長(zhǎng)度
** Output : 數(shù)據(jù)讀寫傳輸是否成功
** Created Date : 2011-03-24?
*****************************************************************************/
BOOL?I2C0_ReadWriteTransmission(uint8?**read_buf,?uint32 read_len,?uint8?*write_buf,?uint32 write_len)
{
????uint32 i;
????BOOL?result?=?FALSE;
????/*數(shù)據(jù)傳輸長(zhǎng)度檢查*/
????if(read_len?>?I2C_BUFSIZE?||?write_len?>?I2C_BUFSIZE)
????{
????????return?FALSE;
????}
????/*清空I2C接收和發(fā)送緩沖區(qū)內(nèi)容*/
????for(i?=?0;?i?<?I2C_BUFSIZE;?i++)
????{
????????I2CReadBuf[i]?=?0;
????????I2CWriteBuf[i]?=?0;
????}
????/*確定I2C總線模式(0為主發(fā)送模式,1為主接收模式)*/
????I2CMasterMode?=?(read_len?==?0)??0?:?1;
????I2CReadLength?=?read_len;
????I2CWriteLength?=?write_len;
????/*要寫入I2C從設(shè)備的數(shù)據(jù)(第一個(gè)字節(jié)包含從設(shè)備地址和方向位)*/
????for(i?=?0;?i?<?write_len;?i++)
????{
????????I2CWriteBuf[i]?=?write_buf[i];
????}
????/*啟動(dòng)I2C傳輸*/
????result?=?I2C0_Engine();
????/*如果有向從設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)*/
????if(read_len?>?0?&&?result?==?TRUE)
????{
????????uint8?*buf?=?(uint8?*)malloc(read_len?*?sizeof(uint8));
????????for(i?=?0;?i?<?read_len;?i++)
????????{
????????????uf[i]?=?I2CReadBuf[i];
????????}
????????*read_buf?=?buf;
????}
????return?result;
} |
?
1.4?Linux下I2C子系統(tǒng)框架
??? 在Linux下要使用I2C總線并沒有像無系統(tǒng)中的那樣簡(jiǎn)單，為了體現(xiàn)Linux中的模塊架構(gòu)，Linux把I2C總線的使用進(jìn)行了結(jié)構(gòu)化。這種結(jié)構(gòu)分三部分組成，他們分別是：I2C核心部分、I2C總線驅(qū)動(dòng)部分和I2C設(shè)備驅(qū)動(dòng)。結(jié)構(gòu)圖如下：
???????????
??? 由此看來，在Linux下驅(qū)動(dòng)I2C總線不像單片機(jī)中那樣簡(jiǎn)單的操作幾個(gè)寄存器了，而是把I2C總線結(jié)構(gòu)化、抽象化了，符合通用性和Linux設(shè)備模型。
?
| /*I2C從設(shè)備地址*/
#define?SC16IS740_ADDR 0x92?/*I2C轉(zhuǎn)UART設(shè)備*/
#define?ADT75A_ADDR 0x9E?/*溫度傳感器設(shè)備*/
#define?ADT75A_TEMP 0x00?/*溫度傳感器內(nèi)部寄存器*/
/*從設(shè)備選擇標(biāo)識(shí)*/
#define?CHANNEL_GPRS 0
#define?CHANNEL_TEMPERATURE 1
/*定義I2C控制寄存器各位操作宏*/
#define?BIT(x)?(1?<<?x)
#define?I2C_EN BIT(6)
#define?I2C_STA BIT(5)
#define?I2C_STO BIT(4)
#define?I2C_SI BIT(3)
#define?I2C_AA BIT(2)
/*用作超時(shí)計(jì)數(shù)*/
#define?SAFETY_COUNTER_LIMIT 3000
/******************************************************************
** Function name: I2C0_Init
** Descriptions : I2C0初始化
** Input : 無
** Output : 無
** Created Date : 2011-03-24?
*******************************************************************/
void?I2C0_Init(void)
{
????/*設(shè)置P0.0,P0.1為I2C0接口的SDA和SCL功能*/
????PINSEL0?|=?(0x03?<<?0)?|?(0x03?<<?2);
????/*設(shè)置I2C0接口功率/時(shí)鐘控制位*/
????PCONP?|=?(0x01?<<?7?);
????/*清空I2C0配置寄存器的各位*/
????I20CONCLR?=?(0x01?<<?2)?|?(0x01?<<?3)?|?(0x01?<<?5)?|?(0x01?<<?6);
????/*使能I2C0為主發(fā)送器模式*/
????I20CONSET?=?(0x01?<<?6);
????/*設(shè)置I2C0總線速率為100 KHz */
????I20SCLH?=?0x5A;
????I20SCLL?=?0x5A;
}
/****************************************************************************
** Function name: I2C0_ReadRegister
** Descriptions : 從I2C0總線上讀從設(shè)備的數(shù)據(jù)
** Input : 從設(shè)備選擇標(biāo)識(shí)、從設(shè)備內(nèi)部寄存器地址、讀出的字節(jié)數(shù)據(jù)
** Output : 讀取是否成功
** Created Date : 2011-03-28?
*****************************************************************************/
BOOL?I2C0_ReadRegister(uint32 channel,?uint8 registerAddress,?uint8?*pData)
{
????/*用作延時(shí)等待計(jì)數(shù)*/
????uint32 loopSafetyCounter?=?0;
????uint32 addressSendSafetyCounter?=?0;?
????/*使用循環(huán)判斷I2C狀態(tài)寄存器I20STAT 的值*/
????do
????{
????????/*向總線發(fā)送I2C起始條件*/
????????I20CONSET?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????????/*等待起始條件發(fā)送完成*/
????????loopSafetyCounter?=?0;
????????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????????{
????????????loopSafetyCounter?++;
????????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????????{
????????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????????}
????????}
????????/*發(fā)送從設(shè)備地址*/
????????if(channel?==?CHANNEL_GPRS)
????????????I20DAT?=?SC16IS740_ADDR;
????????else?if(channel?==?CHANNEL_TEMPERATURE)
????????????I20DAT?=?ADT75A_ADDR;
????????I20CONCLR?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????????/*等待從設(shè)備地址發(fā)送完成*/
????????loopSafetyCounter?=?0;
????????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????????{
????????????loopSafetyCounter?++;
????????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????????{
????????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????????}
????????}
????????addressSendSafetyCounter?++;
????????if?(addressSendSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}?while?(I20STAT?!=?0x18);?/*在前面已經(jīng)描述了0x18的含義*/
????/*發(fā)送從設(shè)備內(nèi)部寄存器地址,根據(jù)數(shù)據(jù)手冊(cè)描述該內(nèi)部地址要左移3位*/
????I20DAT?=?registerAddress?<<?3;?
????I20CONCLR?=?I2C_SI;?
????/*等待從設(shè)備內(nèi)部寄存器地址發(fā)送完成*/
????loopSafetyCounter?=?0;
????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????{
????????loopSafetyCounter?++;
????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}
????/*重啟I2C起始條件進(jìn)行總線讀*/
????I20CONSET?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????/*等待重啟條件發(fā)送完成*/
????loopSafetyCounter?=?0;
????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????{
????????loopSafetyCounter?++;
????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}
????/*發(fā)送從設(shè)備地址(方向位為讀,注意與上0x01將地址最低位變?yōu)?即為讀方向)*/
????if(channel?==?CHANNEL_GPRS)
????????I20DAT?=?SC16IS740_ADDR?|?0x01;
????else?if(channel?==?CHANNEL_TEMPERATURE)
????????I20DAT?=?ADT75A_ADDR?|?0x01;
????I20CONCLR?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????/*等待從設(shè)備地址發(fā)送完成*/
????loopSafetyCounter?=?0;
????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????{
????????loopSafetyCounter?++;
????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}
????/*開始準(zhǔn)備讀取數(shù)據(jù)*/
????I20CONCLR?=?I2C_SI?|?I2C_AA;?
????/*等待數(shù)據(jù)接收*/
????loopSafetyCounter?=?0;
????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????{
????????loopSafetyCounter?++;
????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}
????/*數(shù)據(jù)接收*/
????*pData?=?I20DAT;?
????/*發(fā)送I2C停止條件*/
????I20CONSET?=?I2C_STO;
????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????/*等待停止條件發(fā)送完成*/
????loopSafetyCounter?=?0;
????while?(I20CONSET?&?I2C_STO)
????{
????????loopSafetyCounter?++;
????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}
????return?TRUE;
}
/****************************************************************************
** Function name: I2C0_WriteRegister
** Descriptions : 從I2C0總線上寫從設(shè)備的數(shù)據(jù)
** Input : 從設(shè)備選擇標(biāo)識(shí)、從設(shè)備內(nèi)部寄存器地址、要寫入的數(shù)據(jù)字節(jié)
** Output : 寫入是否成功
** Created Date : 2011-03-28?
*****************************************************************************/
BOOL?I2C0_WriteRegister(uint32 channel,?uint8 registerAddress,?uint8 data)
{
????uint32 loopSafetyCounter?=?0;
????uint32 addressSendSafetyCounter?=?0;
????/*使用循環(huán)判斷I2C狀態(tài)寄存器I20STAT 的值*/
????do
????{
????????/*向總線發(fā)送I2C起始條件*/
????????I20CONSET?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????????/*等待起始條件發(fā)送完成*/
????????loopSafetyCounter?=?0;
????????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????????{
????????????loopSafetyCounter?++;
????????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????????{
????????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????????}
????????}
????????/*發(fā)送從設(shè)備地址*/
????????if(channel?==?CHANNEL_GPRS)
????????????I20DAT?=?SC16IS740_ADDR;
????????else?if(channel?==?CHANNEL_TEMPERATURE)
????????????I20DAT?=?ADT75A_ADDR;
????????I20CONCLR?=?I2C_STA?|?I2C_SI;
????????/*等待從設(shè)備地址發(fā)送完成*/
????????loopSafetyCounter?=?0;
????????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????????{
????????????loopSafetyCounter?++;
????????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????????{
????????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????????}
????????}
????????addressSendSafetyCounter?++;
????????if?(addressSendSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}?while?(I20STAT?!=?0x18);?
????/*發(fā)送從設(shè)備內(nèi)部寄存器地址*/
????I20DAT?=?registerAddress?<<?3;?
????I20CONCLR?=?I2C_SI;?
????/*等待寄存器地址發(fā)送完成*/
????loopSafetyCounter?=?0;
????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????{
????????loopSafetyCounter?++;
????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}
????/*開始發(fā)送數(shù)據(jù)*/
????I20DAT?=?data;?
????I20CONCLR?=?I2C_SI;?
????/*等待數(shù)據(jù)發(fā)送完成*/
????loopSafetyCounter?=?0;
????while?(~I20CONSET?&?I2C_SI)
????{
????????loopSafetyCounter?++;
????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}
????/*發(fā)送I2C停止條件*/
????I20CONSET?=?I2C_STO;
????I20CONCLR?=?I2C_SI;
????/*等待停止條件發(fā)送完成*/
????loopSafetyCounter?=?0;
????while?(I20CONSET?&?I2C_STO)
????{
????????loopSafetyCounter?++;
????????if?(loopSafetyCounter?>?SAFETY_COUNTER_LIMIT)
????????{
????????????return?FALSE;?/*超時(shí)退出*/
????????}
????}
????return?TRUE;
} |
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的I2C总线介绍的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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