2018年04月15日 | ARM9的IIC

2018-04-15 来源：eefocus

实验前须知：
I. IIC中断发生的三种情况：
1>当发出地址信息或接收到一个从机地址并且吻合时
2>当总线仲裁失败时
3>当发送或接收完一个字节的数据(包括响应位)时

II.启动或恢复IIC传输的两种方法：
1>当IICCON[4]即中断状态为0时，通过写IICSTAT寄存器启动IIC操作。
2>当IICCON[4]即中断状态为1时，表示IIC操作被暂停。在这期间设置好其他寄存器之后，向IICCON[4]写入0即可恢复IIC操作。

具体操作可参考s3c2440芯片手册的流程。在这里仅分析IIC主机发送和IIC主机读取。

实验的目的：
从型号为AT24C02C的EEPROM中写数据，然后去读写入的数据。s3c2440中的IIC主控制器作为IIC主设备。

实验的源程序：
at24cxx.rar

实验的问题总结：
I. 我们重点分析一下IIC.C程序，程序如下：
/*
* FILE: i2c.c
* 用于主机发送/接收
*/
#include
#include "s3c24xx.h"
#include "i2c.h"

void Delay(int time);

#define WRDATA (1)
#define RDDATA (2)

typedef struct tI2C {
unsigned char *pData; /* 数据缓冲区 */
volatile int DataCount; /* 等待传输的数据长度 */
volatile int Status; /* 状态 */
volatile int Mode; /* 模式：读/写 */
volatile int Pt; /* pData中待传输数据的位置 */
}tS3C24xx_I2C, *ptS3C24xx_I2C;

static tS3C24xx_I2C g_tS3C24xx_I2C;

/*
* I2C初始化
*/
void i2c_init(void)
{
GPEUP |= 0xc000; // 禁止内部上拉
GPECON |= 0xa0000000; // 选择引脚功能：GPE15:IICSDA, GPE14:IICSCL

INTMSK &= ~(BIT_IIC);

/* bit[7] = 1, 使能ACK
* bit[6] = 0, IICCLK = PCLK/16
* bit[5] = 1, 使能中断
* bit[3:0] = 0xf, Tx clock = IICCLK/16
* PCLK = 50MHz, IICCLK = 3.125MHz, Tx Clock = 0.195MHz
*/
IICCON = (1<<7) | (0<<6) | (1<<5) | (0xf); // 0xaf

IICADD = 0x10; // S3C24xx slave address = [7:1]
IICSTAT = 0x10; // I2C串行输出使能(Rx/Tx)
}

/*
* 主机发送
* slvAddr : 从机地址，buf : 数据存放的缓冲区，len : 数据长度
*/
void i2c_write(unsigned int slvAddr, unsigned char *buf, int len)
{
g_tS3C24xx_I2C.Mode = WRDATA; // 写操作
g_tS3C24xx_I2C.Pt = 0; // 索引值初始为0
g_tS3C24xx_I2C.pData = buf; // 保存缓冲区地址
g_tS3C24xx_I2C.DataCount = len; // 传输长度

IICDS = slvAddr;
IICSTAT = 0xf0; // 主机发送，启动

/* 等待直至数据传输完毕 */
while (g_tS3C24xx_I2C.DataCount != -1);
}

/*
* 主机接收
* slvAddr : 从机地址，buf : 数据存放的缓冲区，len : 数据长度
*/
void i2c_read(unsigned int slvAddr, unsigned char *buf, int len)
{
g_tS3C24xx_I2C.Mode = RDDATA; // 读操作
g_tS3C24xx_I2C.Pt = -1; // 索引值初始化为-1，表示第1个中断时不接收数据(地址中断)
g_tS3C24xx_I2C.pData = buf; // 保存缓冲区地址
g_tS3C24xx_I2C.DataCount = len; // 传输长度

IICDS = slvAddr;
IICSTAT = 0xb0; // 主机接收，启动

/* 等待直至数据传输完毕 */
while (g_tS3C24xx_I2C.DataCount != 0);
}

/*
* I2C中断服务程序
* 根据剩余的数据长度选择继续传输或者结束
*/
void I2CIntHandle(void)
{
unsigned int iicSt,i;

// 清中断
SRCPND = BIT_IIC;
INTPND = BIT_IIC;

iicSt = IICSTAT;

if(iicSt & 0x8){ printf("Bus arbitration failed\n\r"); }

switch (g_tS3C24xx_I2C.Mode)
{
case WRDATA:
{
if((g_tS3C24xx_I2C.DataCount--) == 0)
{
// 下面两行用来恢复I2C操作，发出P信号
IICSTAT = 0xd0;
IICCON = 0xaf;
Delay(10000); // 等待一段时间以便P信号已经发出
break;
}

IICDS = g_tS3C24xx_I2C.pData[g_tS3C24xx_I2C.Pt++];

// 将数据写入IICDS后，需要一段时间才能出现在SDA线上
for (i = 0; i < 10; i++);

IICCON = 0xaf; // 恢复I2C传输
break;
}

case RDDATA:
{
if (g_tS3C24xx_I2C.Pt == -1)
{
// 这次中断是发送I2C设备地址后发生的，没有数据
// 只接收一个数据时，不要发出ACK信号
g_tS3C24xx_I2C.Pt = 0;
if(g_tS3C24xx_I2C.DataCount == 1)
IICCON = 0x2f; // 恢复I2C传输，开始接收数据，接收到数据时不发出ACK
else
IICCON = 0xaf; // 恢复I2C传输，开始接收数据
break;
}

g_tS3C24xx_I2C.pData[g_tS3C24xx_I2C.Pt++] = IICDS;
g_tS3C24xx_I2C.DataCount--;

if (g_tS3C24xx_I2C.DataCount == 0)
{

// 下面两行恢复I2C操作，发出P信号
IICSTAT = 0x90;
IICCON = 0xaf;
Delay(10000); // 等待一段时间以便P信号已经发出
break;
}
else
{
// 接收最后一个数据时，不要发出ACK信号
if(g_tS3C24xx_I2C.DataCount == 1)
IICCON = 0x2f; // 恢复I2C传输，接收到下一数据时无ACK
else
IICCON = 0xaf; // 恢复I2C传输，接收到下一数据时发出ACK
}
break;
}

default:
break;
}
}

/*
* 延时函数
*/
void Delay(int time)
{
for (; time > 0; time--);
}
/****************************************************************************
代码分析
关于IIC的初始化，在这里就不赘述了，我们先进入main.c中看一下，我们会有一个at24cxx_write()函数的调用，
其实质是调用了i2c_write()函数。接着我们进入到i2c_write()函数去看看。在i2c_write()函数中，slvAddr
表示要发送的设备地址，当代码执行IICSTAT = 0xf0这条语句之后，就会发送S信号及设备地址到从机上，
待从机应答之后，从机就会做出一个ACK信号给主机，通过第一张流程图我们可以看到，在响应之后，
就会进入到中断处理函数里边。接着我们进到I2CIntHandle()里边看一下。由于我们的Mode是WRDATA，
所以会进入到case WRDATA里边。在if((g_tS3C24xx_I2C.DataCount--) == 0)这条语句中，
由于我们的g_tS3C24xx_I2C.DataCount的初值是为2的。所以这条if语句不会执行。接下来我们看到：
在IICDS = g_tS3C24xx_I2C.pData[g_tS3C24xx_I2C.Pt++]这条语句中，由于g_tS3C24xx_I2C.pData[0]和g_tS3C24xx_I2C.pData[1]中
存放的数据分别为要写入数据的存储地址和写入的数据，所以第一次在执行这条语句时，是将要写入数据的存储地址赋给IICDS寄存器。
接下来是IICCON = 0xaf这条语句，在执行这条语句之后，IIC传输恢复。此时从机接收到要写入数据的存储地址之后，做出ACK响应。
那么又再一次进入中断。往后分析就大体类似，在此就不赘述了。i2c_read()函数的分析过程相似。
*****************************************************************************/

II. 在IICDS = g_tS3C24xx_I2C.pData[g_tS3C24xx_I2C.Pt++]中，g_tS3C24xx_I2C.pData[]的长度len是不包括设备地址的。
它表示的是数据长度，在AT24XX中，就是包括word address 和要传输的数据。你可以查看一下AT24XX芯片手册。
word address 是指AT24XX内部将要写数据的存储地址，而不是AT24XX的设备地址。它其实也是包含在数据那一块。这是根据AT24XX来的。在发送完设备地址之后，需要再发送你要写入数据的存储地址。最后再发送你想写入的数据。

III. 思考：AT24XX中，如何用8位寻遍其所有的地址？
这在设备地址中有用到关于页的选择，所以就达到了8位寻遍所有的地址的要求。

IV. 思考：读数据的时候，是从从机的什么地址开始读的呢？
参考一下AT24XX芯片手册，本程序中使用的是当前地址读，即在你发送完设备地址之后，从设备就传输当前地址的数据给主设备

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