linux之I2C裸機驅動解析（轉）

来源:http://www.cnblogs.com/chd-zhangbo/archive/2016/02/18/5198988.html
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1 硬體特性 1.1 概述 I2C匯流排是由Philips公司開發的兩線式串列匯流排，這兩根線為時鐘線(SCL)和雙向數據線(SDA)。由於I2C匯流排僅需要兩根線，因此在電路板上占用的空間更少，帶來的問題是帶寬較窄。I2C在標準模式下傳輸速率最高100Kb/s，在快速模式下最高可達400kb/s。屬於半


1      硬體特性

1.1 概述

I2C匯流排是由Philips公司開發的兩線式串列匯流排，這兩根線為時鐘線(SCL)和雙向數據線(SDA)。由於I2C匯流排僅需要兩根線，因此在電路板上占用的空間更少，帶來的問題是帶寬較窄。I2C在標準模式下傳輸速率最高100Kb/s，在快速模式下最高可達400kb/s。屬於半雙工。

在嵌入式系統中，I2C應用非常廣泛，大多數微控制器中集成了I2C匯流排，一般用於和RTC，EEPROM，智能電池電路，感測器，LCD以及其他類似設備之間的通信。

 

1.2 I2C匯流排傳輸時序

 

1.3 I2C匯流排的信號狀態

1、  空閑狀態：SDA和SCL都是高電平；

2、  開始條件(S)：SCL為高電平時，SDA由高電平向低電平跳變，開始傳輸數據；

3、  結束條件(P)：SCL為高電平時，SDA由低電平向高電平跳變，結束傳輸數據；

4、  數據有效：在SCL的高電平期間，SDA保持穩定，數據有效。SDA的改變只能發生在SCL的低電平期間；

5、  ACK信號：數據傳輸的過程中，接收器件每接收一個位元組數據要產生一個ACK信號，向發送器件發出特定的低電平脈衝，表示已經收到數據。

 

1.4 從設備地址


I2C匯流排從設備使用7位地址，最後一個為讀寫控制位。下圖是eeprom的原理圖，我們可以計算出它的地址為0x50。

 

1.5 I2C讀寫方式

多位元組寫的時序

多位元組讀的時序

具體可參考datasheet

附：ok6410裸機I2C代碼。

  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)
  6 
  7 #define IICCON    (*(volatile unsigned char*)0x54000000)
  8 #define IICSTAT   (*(volatile unsigned char*)0x54000004)
  9 #define IICDS     (*(volatile unsigned char*)0x5400000C)
 10 
 11 #define SLAVE_WRITE_ADD 0xa0  /* 寫入數據時；方向位（第0位）為0 */
 12 #define SLAVE_READ_ADD 0xa1   /* 讀取數據時；方向位（第0位）為1 */
 13 
 14 
 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 }
 26 
 27 
 28 void i2c_init()
 29 {
 30     //1.a 初始化中斷
 31     INTPND |= (1<<27);
 32     SRCPND |= (1<<27);  
 33     INTMSK &= ~(1<<27);
 34      
 35     IICCON |= (1<<5); 
 36     
 37     //1.b 設置scl時鐘
 38     IICCON &= ~(1<<6);
 39     IICCON &= ~(0xf<<0);
 40     IICCON |= (0x5<<0);
 41     
 42     //2. 設置IICSTAT    
 43     IICCON |= (1<<4);
 44     
 45     //3.設置引腳功能
 46     GPECON |= (0x2<<28)|(0x2<<30);
 47     GPEUP |= (0x3<<14);
 48     
 49     //4.允許產生ACK
 50     IICCON |= (1<<7);
 51 }
 52 
 53 
 54 void write_byte(unsigned char xchar, unsigned char daddr)  
 55 {
 56     /* 寫入數據時，每發送一個數據收到一個ACK就產生一次中斷
 57      * 寫入下次發送的數據之後要清除中斷                      */
 58 
 59     //1. 設置處理器為主設備+發送模式
 60     IICSTAT |= (3<<6);
 61     
 62     //2. 將從設備的地址寫入到IICDS寄存器
 63     IICDS = SLAVE_WRITE_ADD;
 64 
 65     //清除中斷
 66     IICCON &= ~(1<<4);
 67     
 68     //3. 寫入0xF0寫入IICSTAT M/T Start
 69     IICSTAT = 0xF0;
 70     
 71     //4. 等待ACK的產生
 72     while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )
 73         delay(100);
 74     
 75     //5.1寫入位元組的地址到IICDS寄存器
 76     IICDS = daddr;
 77 
 78 
 79     //5.2清除中斷
 80      IICCON &= ~(1<<4);   
 81 
 82     //5.3等待ACK的產生
 83     while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )
 84         delay(100);
 85     
 86     //6. 將要傳輸的位元組數據寫入IICDS寄存器
 87     IICDS = xchar;
 88 
 89     //7. 清除中斷
 90     IICCON &= ~(1<<4);  
 91     
 92     //8. 等待ACk的產生
 93     while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )
 94         delay(100);
 95     
 96     //9. 寫入0xD0到IICSTAT
 97     IICSTAT = 0xD0;
 98     
 99     //10. 清除中斷    
100     IICCON &= ~(1<<4);    
101     
102     delay(100);
103 }
104 
105 void read_data(unsigned char *buf, unsigned char daddr, int length) /* 結合eeprom手冊 */
106 {
107     /* 每接收一個數據產生一個中斷 */
108 
109     int j =0;
110     unsigned char unusedata;
111     
112     //1. 設置處理器為主設備+發送模式
113     IICSTAT |= (3<<6);
114     
115     //2. 將從設備的地址寫入到IICDS寄存器
116     IICDS = SLAVE_WRITE_ADD;
117 
118     //清除中斷
119     IICCON &= ~(1<<4);
120     
121     //3. 寫入0xF0寫入IICSTAT M/T-Start
122     IICSTAT = 0xF0;
123     
124     //4. 等待ACK的產生
125     while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )
126         delay(100);
127     
128     //5.1寫入eeprom內部地址
129     IICDS = daddr;
130 
131 
132     //5.2清除中斷
133      IICCON &= ~(1<<4);   
134 
135     //5.3等待ACK的產生
136     while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )
137         delay(100);
138 
139     /**************eeprom代碼**************/
140     /**************************************/
141     /***************i2c代碼****************/
142 
143     //設置為主設備接收模式
144     IICSTAT &= ~(3<<6);
145     IICSTAT |= (2<<6);
146     
147     
148     //2.寫入從設備地址到IICDS  /* 從設備地址成功發送之後產生中斷，故要清除中斷 */
149     IICDS = SLAVE_READ_ADD;
150     //清除中斷
151     IICCON &= ~(1<<4);
152     
153     
154     //3.寫入0xB0到IICSTAT開始接收，每接收道一個數據就產生一個中斷
155     IICSTAT = 0xb0;
156 
157     //等待中斷
158     while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )
159         delay(100);
160         
161 #if 0   
162     /***寫入設備內部地址***/
163     IICDS = daddr;
164     IICCON &= ~(1 << 4);
165     while((IICCON & (1 << 4)) == 0)
166     {
167         delay(100);
168     }    
169 #endif 
170     
171     //***丟掉收到的第1個位元組  第一個數據無效 丟棄！
172     unusedata = IICDS;
173     IICCON &= ~(1<<4);
174     while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )
175             delay(100);
176     
177 
178 
179     for(j=0;j<length;j++)
180     {
181         if(j == (length - 1))
182         {
183            IICCON &= ~(1<<7);         
184         }
185    
186     //5.1 從IICDS里取出數據
187         buf[j]=IICDS;
188     
189     //5.2 清除中斷
190         IICCON &= ~(1<<4);
191     
192     //4.等待中斷
193         while ((IICCON & (1<<4)) == 0 )
194             delay(100);
195     }
196         
197         
198     //寫入0x90到IICSTAT
199     IICSTAT = 0x90;
200     
201  
202     // 清除中斷
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:\r\n");   
221     for(i =0; i<256;i++)
222     {
223        if(i%8==0)
224            printf("\r\n");  /*  */
225            
226        printf("%d\t",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!\n\r");
233     
234     read_data(dbuf,0,256);
235     
236     printf("dbuf after I2C read:\r\n");
237     
238     for(i =0; i<256;i++)
239     {
240        if(i%8==0)
241            printf("\r\n");
242            
243        printf("%d\t",dbuf[i]);    
244     }    
245 }

 


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