linux之I2C裸机驱动解析

2024-07-19 来源：cnblogs

1 硬件特性

1.1 概述

I2C总线是由Philips公司开发的两线式串行总线，这两根线为时钟线(SCL)和双向数据线(SDA)。由于I2C总线仅需要两根线，因此在电路板上占用的空间更少，带来的问题是带宽较窄。I2C在标准模式下传输速率最高100Kb/s，在快速模式下最高可达400kb/s。属于半双工。

在嵌入式系统中，I2C应用非常广泛，大多数微控制器中集成了I2C总线，一般用于和RTC，EEPROM，智能电池电路，传感器，LCD以及其他类似设备之间的通信。

1.2 I2C总线传输时序

1.3 I2C总线的信号状态

1、空闲状态：SDA和SCL都是高电平；

2、开始条件(S)：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传输数据；

3、结束条件(P)：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传输数据；

4、数据有效：在SCL的高电平期间，SDA保持稳定，数据有效。SDA的改变只能发生在SCL的低电平期间；

5、CK信号：数据传输的过程中，接收器件每接收一个字节数据要产生一个ACK信号，向发送器件发出特定的低电平脉冲，表示已经收到数据。

1.4 从设备地址

I2C总线从设备使用7位地址，最后一个为读写控制位。下图是eeprom的原理图，我们可以计算出它的地址为0x50。

1.5 I2C读写方式

多字节写的时序

多字节读的时序

具体可参考datasheet

附：ok6410裸机I2C代码。

1 #define INTPND (*(volatile unsigned long*)0x4a000010)

2 #define SRCPND (*(volatile unsigned long*)0x4a000000)

3 #define INTMSK (*(volatile unsigned long*)0x4a000008)

4 #define GPECON (*(volatile unsigned long*)0x56000040)

5 #define GPEUP (*(volatile unsigned long*)0x56000048)

7 #define IICCON (*(volatile unsigned char*)0x54000000)

8 #define IICSTAT (*(volatile unsigned char*)0x54000004)

9 #define IICDS (*(volatile unsigned char*)0x5400000C)

11 #define SLAVE_WRITE_ADD 0xa0 /* 写入数据时；方向位（第0位）为0 */

12 #define SLAVE_READ_ADD 0xa1 /* 读取数据时；方向位（第0位）为1 */

15 void delay(int i)

16 {

17 int j = 0;

18 while (i--)

19 {

20 for (j=0;j<100;j++)

21 {

22 ;

23 }

24 }

25 }

28 void i2c_init()

29 {

30 //1.a 初始化中断

31 INTPND |= (1<<27);

32 SRCPND |= (1<<27);

33 INTMSK &= ~(1<<27);

35 IICCON |= (1<<5);

37 //1.b 设置scl时钟

38 IICCON &= ~(1<<6);

39 IICCON &= ~(0xf<<0);

40 IICCON |= (0x5<<0);

42 //2. 设置IICSTAT

43 IICCON |= (1<<4);

45 //3.设置引脚功能

46 GPECON |= (0x2<<28)|(0x2<<30);

47 GPEUP |= (0x3<<14);

49 //4.允许产生ACK

50 IICCON |= (1<<7);

51 }

54 void write_byte(unsigned char xchar, unsigned char daddr)

55 {

56 /* 写入数据时，每发送一个数据收到一个ACK就产生一次中断

57 * 写入下次发送的数据之后要清除中断 */

59 //1. 设置处理器为主设备+发送模式

60 IICSTAT |= (3<<6);

62 //2. 将从设备的地址写入到IICDS寄存器

63 IICDS = SLAVE_WRITE_ADD;

65 //清除中断

66 IICCON &= ~(1<<4);

68 //3. 写入0xF0写入IICSTAT M/T Start

69 IICSTAT = 0xF0;

71 //4. 等待ACK的产生

72 while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )

73 delay(100);

75 //5.1写入字节的地址到IICDS寄存器

76 IICDS = daddr;

79 //5.2清除中断

80 IICCON &= ~(1<<4);

82 //5.3等待ACK的产生

83 while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )

84 delay(100);

86 //6. 将要传输的字节数据写入IICDS寄存器

87 IICDS = xchar;

89 //7. 清除中断

90 IICCON &= ~(1<<4);

92 //8. 等待ACk的产生

93 while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )

94 delay(100);

96 //9. 写入0xD0到IICSTAT

97 IICSTAT = 0xD0;

99 //10. 清除中断

100 IICCON &= ~(1<<4);

101

102 delay(100);

103 }

104

105 void read_data(unsigned char *buf, unsigned char daddr, int length) /* 结合eeprom手册 */

106 {

107 /* 每接收一个数据产生一个中断 */

108

109 int j =0;

110 unsigned char unusedata;

111

112 //1. 设置处理器为主设备+发送模式

113 IICSTAT |= (3<<6);

114

115 //2. 将从设备的地址写入到IICDS寄存器

116 IICDS = SLAVE_WRITE_ADD;

117

118 //清除中断

119 IICCON &= ~(1<<4);

120

121 //3. 写入0xF0写入IICSTAT M/T-Start

122 IICSTAT = 0xF0;

123

124 //4. 等待ACK的产生

125 while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )

126 delay(100);

127

128 //5.1写入eeprom内部地址

129 IICDS = daddr;

130

131

132 //5.2清除中断

133 IICCON &= ~(1<<4);

134

135 //5.3等待ACK的产生

136 while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )

137 delay(100);

138

139 /**************eeprom代码**************/

140 /**************************************/

141 /***************i2c代码****************/

142

143 //设置为主设备接收模式

144 IICSTAT &= ~(3<<6);

145 IICSTAT |= (2<<6);

146

147

148 //2.写入从设备地址到IICDS /* 从设备地址成功发送之后产生中断，故要清除中断 */

149 IICDS = SLAVE_READ_ADD;

150 //清除中断

151 IICCON &= ~(1<<4);

152

153

154 //3.写入0xB0到IICSTAT开始接收，每接收道一个数据就产生一个中断

155 IICSTAT = 0xb0;

156

157 //等待中断

158 while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )

159 delay(100);

160

161 #if 0

162 /***写入设备内部地址***/

163 IICDS = daddr;

164 IICCON &= ~(1 << 4);

165 while((IICCON & (1 << 4)) == 0)

166 {

167 delay(100);

168 }

169 #endif

170

171 //***丢掉收到的第1个字节第一个数据无效丢弃！

172 unusedata = IICDS;

173 IICCON &= ~(1<<4);

174 while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )

175 delay(100);

176

177

178

179 for(j=0;j

180 {

181 if(j == (length - 1))

182 {

183 IICCON &= ~(1<<7);

184 }

185

186 //5.1 从IICDS里取出数据

187 buf[j]=IICDS;

188

189 //5.2 清除中断

190 IICCON &= ~(1<<4);

191

192 //4.等待中断

193 while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )

194 delay(100);

195 }

196

197

198 //写入0x90到IICSTAT

199 IICSTAT = 0x90;

200

201

202 // 清除中断

203 IICCON &= ~(1<<4);

204 }

205

206 void i2c_test()

207 {

208 int i=0;

209 unsigned char sbuf[256]={0};

210 unsigned char dbuf[256]={0};

211

212 i2c_init();

213

214 for(i=0;i<256;i++)

215 {

216 sbuf[i] = i+1;

217 dbuf[i] = 0;

218 }

219

220 printf('dbuf befor I2C read:rn');

221 for(i =0; i<256;i++)

222 {

223 if(i%8==0)

224 printf('rn'); /* */

225

226 printf('%dt',dbuf[i]); /*t-空格 */

227 }

228

229 for(i=0;i<256;i++)

230 write_byte(sbuf[i],i);

231

232 printf('i2c reading, plese wait!nr');

233

234 read_data(dbuf,0,256);

235

236 printf('dbuf after I2C read:rn');

237

238 for(i =0; i<256;i++)

239 {

240 if(i%8==0)

241 printf('rn');

242

243 printf('%dt',dbuf[i]);

244 }

245 }

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linux I2C 裸机驱动

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