【教程9】瘋殼·ARM功能手機(jī)-I2C教程

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ARM功能手機(jī)

——瘋殼·開發(fā)板系列

I2C教程

    圖1

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


   
    圖2



    第二節(jié) I2C

    2.1 I2C介紹
    I2C總線是一個(gè)為系統(tǒng)中電路通信提供支持的可編程控制總線，它是一個(gè)軟件定義的兩線通信協(xié)議。
    兩線I2C串行接口包括一個(gè)串行數(shù)據(jù)線（SDA）和一個(gè)串行時(shí)鐘線（SCL）；
    支持兩種通信速率，標(biāo)準(zhǔn)模式（0~100Kb/s）和快速模式（小于等于400Kb/s）；
    時(shí)鐘同步；
    32字節(jié)的發(fā)送接收FIFO；
    主機(jī)發(fā)送與接收操作；
    7或10位地址，7或10為混合格式發(fā)送；
    塊發(fā)送模式；
    默認(rèn)從地址為0x055；
    中斷或者輪詢操作模式；
    可編程的數(shù)據(jù)線保持時(shí)間；

    2.2 寄存器介紹       
        I2C相關(guān)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(shù)據(jù)手冊(cè)AD14580_DS_v3.1.pdf，位于目錄：..\WT開發(fā)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(shè)備使能位，’0’表示從設(shè)備使能，’1’表示從設(shè)備不可用，該位不一定要軟件設(shè)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(dāng)作為主設(shè)備時(shí)，是否發(fā)送重啟條件，’0’表示不可以，’1’表示可以；
    4位：作為主設(shè)備時(shí)，決定以7位地址還是10位地址開始發(fā)送，’0’表示7位地址，’1’表示10位地址；
    3位：作為從設(shè)備時(shí)，決定以7位地址還是10位地址開始發(fā)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(biāo)準(zhǔn)速度（100Kbit/s），2表示快速（400Kbit/s）；
    0位：I2C主設(shè)備使能，’0’表示主設(shè)備不可用，’1’表示主設(shè)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(biāo)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(jìn)行廣播或者開始字節(jié)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(shè)置為’1’，則該位表示控制器是否進(jìn)行廣播或開始字節(jié)命令，’0’表示發(fā)送廣播地址，之后只能進(jìn)行寫操作，如果進(jìn)行讀操作則導(dǎo)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(fā)送開始字節(jié)；
    9:0位：這是主設(shè)備發(fā)送的目標(biāo)地址，如果發(fā)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(biāo)地址與從設(shè)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(gè)主設(shè)備不能給自己發(fā)送數(shù)據(jù)只能發(fā)送給從設(shè)備。

    2.2.3 I2C接收發(fā)送數(shù)據(jù)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(shè)備時(shí)不能控制方向，只能作為主設(shè)備時(shí)使用，’0’表示寫，’1’表示讀；
        7:0位：存儲(chǔ)I2C總線上發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)，如果你正在操作該寄存器并且要進(jìn)行讀操作則該位被忽略，如果你讀該寄存器則該位存儲(chǔ)的是接收到的數(shù)據(jù)。

    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(fā)送異常停止位，讀該位則清除發(fā)送異常停止中斷位，和發(fā)送異常停止源寄存器位。同時(shí)發(fā)送FIFO從刷新/復(fù)位狀態(tài)中釋放出來(lái)，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(tài)寄存器


   
    圖8
    15:7位：保留不使用；
    6位：判斷從設(shè)備是否活動(dòng)；
    5位：判斷主設(shè)備是否活動(dòng)；
    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(fā)送FIFO是否全滿；
    1位：判斷發(fā)送FIFO是否為空；
    0位：判斷I2C模塊是否活動(dòng)。

    2.2.7 I2C接收FIFO數(shù)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(jié)。

    2.2.8 I2C發(fā)送異常終止源寄存器


   
    圖10
    15位：當(dāng)主設(shè)備需要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，卻進(jìn)入讀數(shù)據(jù)狀態(tài)；
    14位：當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，從設(shè)備丟失總線；
    13位：當(dāng)從設(shè)備要接收數(shù)據(jù)時(shí)，F(xiàn)IFO中已經(jīng)有一些數(shù)據(jù)；
    12位：失去仲裁；
    11位：當(dāng)主設(shè)備不可用時(shí)，用戶進(jìn)行主設(shè)備的操作；
    10位：重啟不可用，并且主設(shè)備在10位地址模式下發(fā)送讀命令；
    9位：重啟不可用，但是用戶發(fā)送一個(gè)開始字節(jié)；
    8位：重啟不可用，但是用戶試圖在高速模式下發(fā)送數(shù)據(jù)；
    7位：主設(shè)備已經(jīng)發(fā)送了一個(gè)開始字節(jié)，并且開始字節(jié)被確認(rèn)；
    6位：主設(shè)備在高速模式下，并且被確認(rèn)；
    5位：主設(shè)備控制器廣播之后進(jìn)行讀操作；
    4位：主設(shè)備發(fā)送廣播，但是沒(méi)有從設(shè)備確認(rèn)；
    3位：只有主設(shè)備有效，主設(shè)備已經(jīng)發(fā)送地址，并確認(rèn)，但是發(fā)送數(shù)據(jù)得不到確認(rèn)信號(hào)；
    2位：主設(shè)備使用10位地址模式，10位地址的第二個(gè)字節(jié)沒(méi)有被任何從設(shè)備確認(rèn)；
    1位：主設(shè)備使用10位地址模式，10位地址的第一個(gè)字節(jié)沒(méi)有被任何從設(shè)備確認(rèn)；
    0位：主設(shè)備使用7位地址模式，但是沒(méi)有被任何從設(shè)備確認(rèn)。

    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(dòng)I2C模塊的時(shí)鐘：CLK_PER_REG |= 0x0020;
    I2C的初始化寄存器配置：
    先關(guān)閉I2C控制器， I2C_ENABLE_REG=0x00；
        設(shè)置為主模式，關(guān)閉從模式，可以重復(fù)開始，速度設(shè)置為快速，地址為7位模式(0x0000000001100101)， I2C_ CON _REG =0x0065；
        設(shè)置目標(biāo)設(shè)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(zhǔn)備好，while( (I2C_STATUS_REG & 0x20) != 0 );
    讀取地址為0x98處的一個(gè)字節(jié)，先發(fā)送地址I2C_DATA_CMD_REG = 0x98;等待發(fā)送完畢while((I2C_STATUS_REG&0x0002)==0);發(fā)送讀指令I(lǐng)2C_DATA_CMD_REG = 0x0100; 等待發(fā)送完畢while((I2C_STATUS_REG&0x0004)==0);之后等待數(shù)據(jù)接收完畢while(I2C_RXFLR_REG == 0);讀取接收緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)即為接收數(shù)據(jù)rx_data = I2C_DATA_CMD_REG;
    向地址為0x98處寫入一個(gè)字節(jié)0xaa，先發(fā)送地址I2C_DATA_CMD_REG = 0x98;等待發(fā)送完畢while((I2C_STATUS_REG&0x0002)==0);發(fā)送數(shù)據(jù)I2C_DATA_CMD_REG = 0xaa; 等待發(fā)送完畢while((I2C_STATUS_REG&0x0004)==0);




    第三節(jié) I2C實(shí)驗(yàn)

    實(shí)驗(yàn)需要使用的模塊有：手機(jī)開發(fā)板底板，Jlink調(diào)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(guò)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(gè)引腳，如下圖所示：

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


   
    圖12
    使用JLINK通過(guò)杜邦線連接手機(jī)藍(lán)牙位于手機(jī)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(gè)引腳，如下圖所示：

  
    圖13
    (2)手機(jī)藍(lán)牙一端需要使用杜邦線連接上方右側(cè)的J3三個(gè)引腳，與JLINK的連接引腳一一對(duì)應(yīng)，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(jī)主控底板供電，詳細(xì)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(jī)測(cè)試。
    打開I2C實(shí)驗(yàn)的Keil工程i2c_eeprom.uvproj，位于目錄：
    ..\WT_Mobile\1.初級(jí)教程\DA14580\5_初級(jí)_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(diǎn)擊DEBUG，然后點(diǎn)擊全速運(yùn)行，在存儲(chǔ)溫度數(shù)據(jù)的變量下方打上斷點(diǎn)，當(dāng)程序運(yùn)行到斷點(diǎn)時(shí)就會(huì)停止。將該變量添加進(jìn)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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