【教程9】瘋殼·ARM功能手機-I2C教程

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ARM功能手機

——瘋殼·開發板系列

I2C教程

    圖1

    第一節I2C硬件電路
    將P12與P13配置為I2C的兩個接口即可，P12與P13已通過排針引出，如下圖所示：


   
    圖2



    第二節 I2C

    2.1 I2C介紹
    I2C總線是一個為系統中電路通信提供支持的可編程控制總線，它是一個軟件定義的兩線通信協議。
    兩線I2C串行接口包括一個串行數據線（SDA）和一個串行時鐘線（SCL）；
    支持兩種通信速率，標準模式（0~100Kb/s）和快速模式（小于等于400Kb/s）；
    時鐘同步；
    32字節的發送接收FIFO；
    主機發送與接收操作；
    7或10位地址，7或10為混合格式發送；
    塊發送模式；
    默認從地址為0x055；
    中斷或者輪詢操作模式；
    可編程的數據線保持時間；

    2.2 寄存器介紹       
        I2C相關的寄存器比較多，所以我們只介紹常用的寄存器，其它的可以參考官方數據手冊AD14580_DS_v3.1.pdf，位于目錄：..\WT開發板\硬件資料。

    2.2.1 I2C控制寄存器

   
    圖3
    15:7位：保留不使用；
    6位：I2C從設備使能位，’0’表示從設備使能，’1’表示從設備不可用，該位不一定要軟件設置，但是要保證如果該位為’0’則該寄存器的第0位也為’0’；
    5位：當作為主設備時，是否發送重啟條件，’0’表示不可以，’1’表示可以；
    4位：作為主設備時，決定以7位地址還是10位地址開始發送，’0’表示7位地址，’1’表示10位地址；
    3位：作為從設備時，決定以7位地址還是10位地址開始發送，’0’表示7位地址，’1’表示10位地址；
    2:1位：I2C通信速度選擇，1表示標準速度（100Kbit/s），2表示快速（400Kbit/s）；
    0位：I2C主設備使能，’0’表示主設備不可用，’1’表示主設備使能，要保證如果該位為’1’則該寄存器的第6位也為’1’；

    2.2.2 I2C目標地址寄存器


   
    圖4
    15:12位：保留不使用；
    11位：該位決定軟件是否進行廣播或者開始字節命令，’0’表示忽略第10位GC_OR_START并且正常使用IC_TAR；
    10位：如果第11位設置為’1’，則該位表示控制器是否進行廣播或開始字節命令，’0’表示發送廣播地址，之后只能進行寫操作，如果進行讀操作則導致TX_ABRT置位，控制器一直停留在廣播模式，直到第11位被清除，’1’表示發送開始字節；
    9:0位：這是主設備發送的目標地址，如果發送廣播則該位被忽略，CPU只需要寫一次這些位；注意如果目標地址與從設備地址相同則存在回路，但是FIFO為主從共用，所以完全回路是可行的，只支持單方向的回路，一個主設備不能給自己發送數據只能發送給從設備。

    2.2.3 I2C接收發送數據緩存與命令寄存器


   
    圖5
     15:9位：保留不使用；
        8位：讀寫控制位，作為從設備時不能控制方向，只能作為主設備時使用，’0’表示寫，’1’表示讀；
        7:0位：存儲I2C總線上發送或接收的數據，如果你正在操作該寄存器并且要進行讀操作則該位被忽略，如果你讀該寄存器則該位存儲的是接收到的數據。

    2.2.4 I2C清除TX_ABRT中斷

  
    圖6
      15:1位：保留不使用；
        0位：清除發送異常停止位，讀該位則清除發送異常停止中斷位，和發送異常停止源寄存器位。同時發送FIFO從刷新/復位狀態中釋放出來，可以允許更多寫入。

    2.2.5 I2C使能寄存器


  
    圖7
        15:1位：保留不使用；
        0位：控制器使能位；

    2.2.6 I2C狀態寄存器


   
    圖8
    15:7位：保留不使用；
    6位：判斷從設備是否活動；
    5位：判斷主設備是否活動；
    4位：判斷接收FIFO是否全滿；
    3位：判斷接收FIFO是否為空；
    2位：判斷發送FIFO是否全滿；
    1位：判斷發送FIFO是否為空；
    0位：判斷I2C模塊是否活動。

    2.2.7 I2C接收FIFO數目寄存器


    圖9
    15:6位：保留不使用；
    5:0位：接收FIFO可以接收多少字節。

    2.2.8 I2C發送異常終止源寄存器


   
    圖10
    15位：當主設備需要發送數據時，卻進入讀數據狀態；
    14位：當發送數據時，從設備丟失總線；
    13位：當從設備要接收數據時，FIFO中已經有一些數據；
    12位：失去仲裁；
    11位：當主設備不可用時，用戶進行主設備的操作；
    10位：重啟不可用，并且主設備在10位地址模式下發送讀命令；
    9位：重啟不可用，但是用戶發送一個開始字節；
    8位：重啟不可用，但是用戶試圖在高速模式下發送數據；
    7位：主設備已經發送了一個開始字節，并且開始字節被確認；
    6位：主設備在高速模式下，并且被確認；
    5位：主設備控制器廣播之后進行讀操作；
    4位：主設備發送廣播，但是沒有從設備確認；
    3位：只有主設備有效，主設備已經發送地址，并確認，但是發送數據得不到確認信號；
    2位：主設備使用10位地址模式，10位地址的第二個字節沒有被任何從設備確認；
    1位：主設備使用10位地址模式，10位地址的第一個字節沒有被任何從設備確認；
    0位：主設備使用7位地址模式，但是沒有被任何從設備確認。

    2.3 寄存器配置講解

    #define CLK_PER_REG                (* ( volatile uint16*)0x50000004)
    #define I2C_CON_REG                (* ( volatile uint16*)0x50001300)
    #define I2C_TAR_REG                 (* ( volatile uint16*)0x50001304)
    #define I2C_DATA_CMD_REG           (* ( volatile uint16*)0x50001310)
    #define I2C_CLR_TX_ABRT_REG         (* ( volatile uint16*)0x50001354)
    #define I2C_ENABLE_REG              (* ( volatile uint16*)0x5000136C)
    #define I2C_STATUS_REG              (* ( volatile uint16*)0x50001370)
    #define I2C_RXFLR_REG               (* ( volatile uint16*)0x50001378)
    #define I2C_TX_ABRT_SOURCE_REG     (* ( volatile uint16*)0x50001380)
    啟動I2C模塊的時鐘：CLK_PER_REG |= 0x0020;
    I2C的初始化寄存器配置：
    先關閉I2C控制器， I2C_ENABLE_REG=0x00；
        設置為主模式，關閉從模式，可以重復開始，速度設置為快速，地址為7位模式(0x0000000001100101)， I2C_ CON _REG =0x0065；
        設置目標設備地址為0x51， I2C_TAR_REG =0x51；
        打開I2C控制器， I2C_ENABLE_REG=0x01；
        等待控制器準備好，while( (I2C_STATUS_REG & 0x20) != 0 );
    讀取地址為0x98處的一個字節，先發送地址I2C_DATA_CMD_REG = 0x98;等待發送完畢while((I2C_STATUS_REG&0x0002)==0);發送讀指令I2C_DATA_CMD_REG = 0x0100; 等待發送完畢while((I2C_STATUS_REG&0x0004)==0);之后等待數據接收完畢while(I2C_RXFLR_REG == 0);讀取接收緩沖區的數據即為接收數據rx_data = I2C_DATA_CMD_REG;
    向地址為0x98處寫入一個字節0xaa，先發送地址I2C_DATA_CMD_REG = 0x98;等待發送完畢while((I2C_STATUS_REG&0x0002)==0);發送數據I2C_DATA_CMD_REG = 0xaa; 等待發送完畢while((I2C_STATUS_REG&0x0004)==0);




    第三節 I2C實驗

    實驗需要使用的模塊有：手機開發板底板，Jlink調試工具，杜邦線、心率體溫模塊、3.7V鋰電池或Mocro USB線。
    將心率體溫模塊通過杜邦線連接到主控底板上，連接方式如下：
    (1)心率體溫模塊一端主需要使用杜邦線連接心率體溫模塊的3V3、GND、SCL、SDA四個引腳，如下圖所示：

   
    圖11
    (2)手機主控板一端需要使用杜邦線連接J4的2個引腳以及J10的兩個引腳與心率體溫模塊的引腳一一對應，如下圖所示


   
    圖12
    使用JLINK通過杜邦線連接手機藍牙位于手機主控底板，連接方式如下：
    (1)JLINK一端只需要使用杜邦線連接JLINK的SWC、SWD、GND三個引腳，如下圖所示：

  
    圖13
    (2)手機藍牙一端需要使用杜邦線連接上方右側的J3三個引腳，與JLINK的連接引腳一一對應，分別為SWC-->SWCLK、SWD-->SWDIO、GND-->GND，如下圖所示：

   
    圖14
    將JLINK插上電腦的USB接口，連接好之后給手機主控底板供電，詳細的介紹可以參考《如何上電》教程，路徑為：..\WT_Mobile\0.從這里開始\0.開機測試。
    打開I2C實驗的Keil工程i2c_eeprom.uvproj，位于目錄：
    ..\WT_Mobile\1.初級教程\DA14580\5_初級_I2C\projects\target_apps\peripheral_examples\i2c\i2c_eeprom\Keil_5，如下圖所示：

   
    圖15
    在KEIL中編譯源代碼，點擊DEBUG，然后點擊全速運行，在存儲溫度數據的變量下方打上斷點，當程序運行到斷點時就會停止。將該變量添加進變量查看窗口中，可以看到溫度值，如下圖所示：







   
    圖16




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2022-8-15 13:58 上傳

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