【开发教程11】疯壳·ARM功能手机-I2C教程

FutureX

I2C教程

——疯壳·开发板系列

   
1 _$ Q+ {& r) O7 n5 ^% R. {' l5 O& d    图1

6 G4 r8 c# q( U1 J2 t; W1 L    第一节I2C硬件电路
    将P12与P13配置为I2C的两个接口即可，P12与P13已通过排针引出，如下图所示：


   
# k& T* ~* v+ q: h    图2
# W1 ~  ]  ~& j- T7 Y1 p


) z4 R- `3 q: D' t0 r6 N    第二节 I2C

    2.1 I2C介绍
    I2C总线是一个为系统中电路通信提供支持的可编程控制总线，它是一个软件定义的两线通信协议。
/ k# m3 J6 z5 c9 E2 _9 w" g    两线I2C串行接口包括一个串行数据线（SDA）和一个串行时钟线（SCL）；
- j1 C. j" K! e& Z( r$ c; M: I" {    支持两种通信速率，标准模式（0~100Kb/s）和快速模式（小于等于400Kb/s）；
9 L) Z: R7 L. }' ?    时钟同步；
' G# z/ U! J0 o9 [3 [, J2 W, ^    32字节的发送接收FIFO；
    主机发送与接收操作；
5 A, v; l; k* ?6 n0 c    7或10位地址，7或10为混合格式发送；
& n2 s& D" r1 O3 r4 X  E    块发送模式；
    默认从地址为0x055；
1 j: T# n* r  n6 m( C    中断或者轮询操作模式；
+ m1 m  C; O- \& W' M' L    可编程的数据线保持时间；

    2.2 寄存器介绍       
: K' r3 @1 x3 F: ]        I2C相关的寄存器比较多，所以我们只介绍常用的寄存器，其它的可以参考官方数据手册AD14580_DS_v3.1.pdf，位于目录：..\WT开发板\硬件资料。

' Q, R6 ?3 p/ _8 l4 b& G    2.2.1 I2C控制寄存器
* j& {" R5 _! |, j* r
) R. P* Q% _6 w) U    
. Y4 Z8 `$ T: O  w4 m    图3
- q) X8 q6 j/ w+ h1 L  u' {    15:7位：保留不使用；
6 {5 D/ [' W% z  y' W: h+ L0 i    6位：I2C从设备使能位，’0’表示从设备使能，’1’表示从设备不可用，该位不一定要软件设置，但是要保证如果该位为’0’则该寄存器的第0位也为’0’；
0 A: m9 `8 [- r    5位：当作为主设备时，是否发送重启条件，’0’表示不可以，’1’表示可以；
    4位：作为主设备时，决定以7位地址还是10位地址开始发送，’0’表示7位地址，’1’表示10位地址；
    3位：作为从设备时，决定以7位地址还是10位地址开始发送，’0’表示7位地址，’1’表示10位地址；
+ _7 [! C( a$ Z8 X2 S    2:1位：I2C通信速度选择，1表示标准速度（100Kbit/s），2表示快速（400Kbit/s）；
* i8 o; j; Y3 a5 f    0位：I2C主设备使能，’0’表示主设备不可用，’1’表示主设备使能，要保证如果该位为’1’则该寄存器的第6位也为’1’；

6 R' S2 E6 `. N# B# \7 a, B. x/ K    2.2.2 I2C目标地址寄存器
1 K  G6 I7 Z' F: W: _6 @

   
    图4
    15:12位：保留不使用；
8 w% T, _  G/ ~9 c& b! G; G9 k" U    11位：该位决定软件是否进行广播或者开始字节命令，’0’表示忽略第10位GC_OR_START并且正常使用IC_TAR；
  z5 Y3 g% y3 J' W& v    10位：如果第11位设置为’1’，则该位表示控制器是否进行广播或开始字节命令，’0’表示发送广播地址，之后只能进行写操作，如果进行读操作则导致TX_ABRT置位，控制器一直停留在广播模式，直到第11位被清除，’1’表示发送开始字节；
    9:0位：这是主设备发送的目标地址，如果发送广播则该位被忽略，CPU只需要写一次这些位；注意如果目标地址与从设备地址相同则存在回路，但是FIFO为主从共用，所以完全回路是可行的，只支持单方向的回路，一个主设备不能给自己发送数据只能发送给从设备。
$ D+ I; L# x. t# w8 C' F
, [2 @: D. e3 @! x0 n    2.2.3 I2C接收发送数据缓存与命令寄存器
0 O* W$ }, u  x

6 \: M9 k) s  e0 X& A   
    图5
7 _6 e0 b2 @% n# ]     15:9位：保留不使用；
* c9 T; V* F+ l' w8 V4 \        8位：读写控制位，作为从设备时不能控制方向，只能作为主设备时使用，’0’表示写，’1’表示读；
/ j. t7 O! p: k2 o& y, a: H# m        7:0位：存储I2C总线上发送或接收的数据，如果你正在操作该寄存器并且要进行读操作则该位被忽略，如果你读该寄存器则该位存储的是接收到的数据。
' T& s0 {8 z/ i& \- g! ?7 p# ?
* e% ?. u* f6 W* v( Y! B4 N    2.2.4 I2C清除TX_ABRT中断

( B. B1 e. B0 X* \    
    图6
      15:1位：保留不使用；
% A! }, C* \! t8 y; ~' N        0位：清除发送异常停止位，读该位则清除发送异常停止中断位，和发送异常停止源寄存器位。同时发送FIFO从刷新/复位状态中释放出来，可以允许更多写入。

$ f4 B9 L  o9 e, Q) T5 w# u    2.2.5 I2C使能寄存器
9 C0 i$ o% Q; r- p! C9 R0 Z( c) T, p
, o9 U( _6 Q$ W% @/ J  V9 i% w1 ^
   
1 {# S( b; F& {: B$ P+ b( a$ [    图7
        15:1位：保留不使用；
# {% e3 q9 l. d        0位：控制器使能位；
' y1 M" f* {+ \9 j: B
    2.2.6 I2C状态寄存器
" F6 w( [. b% g: R& t

   
' ?& n5 A3 p' b; d    图8
" @3 G; D8 F' K3 i    15:7位：保留不使用；
) @2 B: R8 w' v6 Y1 d5 S    6位：判断从设备是否活动；
2 Q4 k: l! [& I    5位：判断主设备是否活动；
7 W) q; c2 h2 X& C7 z  e    4位：判断接收FIFO是否全满；
    3位：判断接收FIFO是否为空；
& n; Z: V3 Z) F    2位：判断发送FIFO是否全满；
    1位：判断发送FIFO是否为空；
    0位：判断I2C模块是否活动。
) k5 n1 z6 T' s/ I( `4 e0 r
7 m1 c. [% u. s. e) S    2.2.7 I2C接收FIFO数目寄存器
& Q" ?  D7 Y! Y# w% u0 Y- o! Q" Q
7 }$ _2 N' R( z; T: f6 B    
  F# K6 S8 o2 O# i    图9
    15:6位：保留不使用；
4 }" G" M" \" e% ]2 O, j    5:0位：接收FIFO可以接收多少字节。

9 O& f3 Z; R0 q& k/ V: u& L    2.2.8 I2C发送异常终止源寄存器
3 @% c9 k' B( n1 i9 t; G' u% K9 @

8 I, a! j! _* ?+ j    
+ V  S9 I5 F: v. }. f. q5 u5 f5 h    图10
* R4 I: W  J& G2 n. r" t    15位：当主设备需要发送数据时，却进入读数据状态；
, j8 A, p& e% K/ D( ]5 x' M: T6 u    14位：当发送数据时，从设备丢失总线；
3 P, x: L* c2 K    13位：当从设备要接收数据时，FIFO中已经有一些数据；
    12位：失去仲裁；
    11位：当主设备不可用时，用户进行主设备的操作；
    10位：重启不可用，并且主设备在10位地址模式下发送读命令；
' v' T' ?) O3 N( G  d  }9 f    9位：重启不可用，但是用户发送一个开始字节；
    8位：重启不可用，但是用户试图在高速模式下发送数据；
    7位：主设备已经发送了一个开始字节，并且开始字节被确认；
    6位：主设备在高速模式下，并且被确认；
, o5 S3 t1 p, f% y2 I, f  h    5位：主设备控制器广播之后进行读操作；
    4位：主设备发送广播，但是没有从设备确认；
$ I' b' d1 q& ^* L1 o4 A    3位：只有主设备有效，主设备已经发送地址，并确认，但是发送数据得不到确认信号；
    2位：主设备使用10位地址模式，10位地址的第二个字节没有被任何从设备确认；
# a  T9 O% ]2 R4 N. z7 p    1位：主设备使用10位地址模式，10位地址的第一个字节没有被任何从设备确认；
    0位：主设备使用7位地址模式，但是没有被任何从设备确认。
- w$ x; }( |3 ]! ]: k' l
    2.3 寄存器配置讲解

2 c) F) x% P1 a    #define CLK_PER_REG                (* ( volatile uint16*)0x50000004)
    #define I2C_CON_REG                (* ( volatile uint16*)0x50001300)
; S; U( V$ P8 \: ^7 g    #define I2C_TAR_REG                 (* ( volatile uint16*)0x50001304)
    #define I2C_DATA_CMD_REG           (* ( volatile uint16*)0x50001310)
    #define I2C_CLR_TX_ABRT_REG         (* ( volatile uint16*)0x50001354)
/ O- P, f; |6 `/ \    #define I2C_ENABLE_REG              (* ( volatile uint16*)0x5000136C)
  n, i3 m! R2 G, L9 \+ X    #define I2C_STATUS_REG              (* ( volatile uint16*)0x50001370)
    #define I2C_RXFLR_REG               (* ( volatile uint16*)0x50001378)
    #define I2C_TX_ABRT_SOURCE_REG     (* ( volatile uint16*)0x50001380)
    启动I2C模块的时钟：CLK_PER_REG |= 0x0020;
    I2C的初始化寄存器配置：
    先关闭I2C控制器， I2C_ENABLE_REG=0x00；
/ r1 ^) M  g! p8 h1 z- n/ N        设置为主模式，关闭从模式，可以重复开始，速度设置为快速，地址为7位模式(0x0000000001100101)， I2C_ CON _REG =0x0065；
        设置目标设备地址为0x51， I2C_TAR_REG =0x51；
        打开I2C控制器， I2C_ENABLE_REG=0x01；
% c8 {8 B# X) c& j! ^: i- \7 X1 M        等待控制器准备好，while( (I2C_STATUS_REG & 0x20) != 0 );
" d( v+ N+ G2 @  t* L$ ?$ ~9 {    读取地址为0x98处的一个字节，先发送地址I2C_DATA_CMD_REG = 0x98;等待发送完毕while((I2C_STATUS_REG&0x0002)==0);发送读指令I2C_DATA_CMD_REG = 0x0100; 等待发送完毕while((I2C_STATUS_REG&0x0004)==0);之后等待数据接收完毕while(I2C_RXFLR_REG == 0);读取接收缓冲区的数据即为接收数据rx_data = I2C_DATA_CMD_REG;
    向地址为0x98处写入一个字节0xaa，先发送地址I2C_DATA_CMD_REG = 0x98;等待发送完毕while((I2C_STATUS_REG&0x0002)==0);发送数据I2C_DATA_CMD_REG = 0xaa; 等待发送完毕while((I2C_STATUS_REG&0x0004)==0);

8 v# A/ P7 V8 q7 d0 o8 G
+ K6 b0 S0 j! b% v1 `
  ~$ e+ c/ T, z. O) n+ w6 }3 N
  ^. j. ?8 A+ x2 T4 z    第三节 I2C实验
: X6 v6 x. p% l# i
    实验需要使用的模块有：手机开发板底板，Jlink调试工具，杜邦线、心率体温模块、3.7V锂电池或Mocro USB线。
. o* V/ Z3 U& m  Z+ n    将心率体温模块通过杜邦线连接到主控底板上，连接方式如下：
    (1)心率体温模块一端主需要使用杜邦线连接心率体温模块的3V3、GND、SCL、SDA四个引脚，如下图所示：

   
' C9 H- F3 a% L& Q  y    图11
; k$ L4 O0 h2 X& S7 `2 A    (2)手机主控板一端需要使用杜邦线连接J4的2个引脚以及J10的两个引脚与心率体温模块的引脚一一对应，如下图所示
8 T6 D# l0 y9 y9 \  K


5 t7 g, L; r& ~    
& b0 C( B7 r3 Q2 L    图12
  C4 O: J$ s& l! [    使用JLINK通过杜邦线连接手机蓝牙位于手机主控底板，连接方式如下：
& s  I7 O$ A* y/ \" {/ Z+ |    (1)JLINK一端只需要使用杜邦线连接JLINK的SWC、SWD、GND三个引脚，如下图所示：
! Q" H, \  E* K2 V% s
; {# f, m2 C9 @) i9 r
0 f$ Z& k& D5 q3 o2 M    图13
. c# R) Z9 p; L/ o/ G& v5 K8 {" ~    (2)手机蓝牙一端需要使用杜邦线连接上方右侧的J3三个引脚，与JLINK的连接引脚一一对应，分别为SWC-->SWCLK、SWD-->SWDIO、GND-->GND，如下图所示：
. V- o4 H; a) q% Z% X" \9 r
/ \1 H' T" Q" ?+ }2 {( t    
    图14
    将JLINK插上电脑的USB接口，连接好之后给手机主控底板供电，详细的介绍可以参考《如何上电》教程，路径为：..\WT_Mobile\0.从这里开始\0.开机测试。
7 g3 j8 w' A7 _- L3 `* Y+ U' e    打开I2C实验的Keil工程i2c_eeprom.uvproj，位于目录：
    ..\WT_Mobile\1.初级教程\DA14580\5_初级_I2C\projects\target_apps\peripheral_examples\i2c\i2c_eeprom\Keil_5，如下图所示：

7 S( W, ^' \$ i8 T; P3 P* Z  }    
9 L& @9 l3 o# U1 c! P& P    图15
; [* C' N4 W. Y  z8 t% S' E    在KEIL中编译源代码，点击DEBUG，然后点击全速运行，在存储温度数据的变量下方打上断点，当程序运行到断点时就会停止。将该变量添加进变量查看窗口中，可以看到温度值，如下图所示：
# l' M; ~: v4 X+ n% e
/ Y3 {; e# I/ R% p! K; c

+ P/ O0 H- C. o% _


; c: B) g: j1 n9 M6 |  c
7 B: t( W4 Z) U3 F0 i    
2 G( f: e( r( O& P4 |$ i, p2 y( ?, A    图16



    配套资料：http://www.fengke.club
* {( |8 D' ?( ?    套件地址：http://shop115904315.taobao.com/
; }/ R/ w* q4 \8 y    文件下载请点击： I2C教程.pdf (1.53 MB, 下载次数: 0)

2022-6-27 19:33 上传

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ARM用的都是MDK软件，还可以在线仿真，很方便