linux之I2C裸机驱动解析（转）

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、  ACK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。

 #define INTPND (*(volatile unsigned long*)0x4a000010)
 #define SRCPND (*(volatile unsigned long*)0x4a000000)
 #define INTMSK (*(volatile unsigned long*)0x4a000008)
 #define GPECON (*(volatile unsigned long*)0x56000040)
 #define GPEUP  (*(volatile unsigned long*)0x56000048)

 #define IICCON    (*(volatile unsigned char*)0x54000000)
 #define IICSTAT   (*(volatile unsigned char*)0x54000004)
 #define IICDS     (*(volatile unsigned char*)0x5400000C)

 #define SLAVE_WRITE_ADD 0xa0  /* 写入数据时；方向位（第0位）为0 */
 #define SLAVE_READ_ADD 0xa1   /* 读取数据时；方向位（第0位）为1 */

 void delay(int i)
 {
    int j = ;
    while (i--)
    {
        for (j=;j<;j++)
        {
            ;
        }
    }
 }

 void i2c_init()
 {
     //1.a 初始化中断
     INTPND |= (<<);
     SRCPND |= (<<);
     INTMSK &= ~(<<);

     IICCON |= (<<); 

     //1.b 设置scl时钟
     IICCON &= ~(<<);
     IICCON &= ~(0xf<<);
     IICCON |= (0x5<<);

     //2. 设置IICSTAT
     IICCON |= (<<);

     //3.设置引脚功能
     GPECON |= (0x2<<)|(0x2<<);
     GPEUP |= (0x3<<);

     //4.允许产生ACK
     IICCON |= (<<);
 }

 void write_byte(unsigned char xchar, unsigned char daddr)
 {
     /* 写入数据时，每发送一个数据收到一个ACK就产生一次中断
      * 写入下次发送的数据之后要清除中断                      */

     //1. 设置处理器为主设备+发送模式
     IICSTAT |= (<<);

     //2. 将从设备的地址写入到IICDS寄存器
     IICDS = SLAVE_WRITE_ADD;

     //清除中断
     IICCON &= ~(<<);

     //3. 写入0xF0写入IICSTAT M/T Start
     IICSTAT = 0xF0;

     //4. 等待ACK的产生
     while ((IICCON & (<<)) ==  )
         delay();

     //5.1写入字节的地址到IICDS寄存器
     IICDS = daddr;

     //5.2清除中断
      IICCON &= ~(<<);   

     //5.3等待ACK的产生
     while ((IICCON & (<<)) ==  )
         delay();

     //6. 将要传输的字节数据写入IICDS寄存器
     IICDS = xchar;

     //7. 清除中断
     IICCON &= ~(<<);  

     //8. 等待ACk的产生
     while ((IICCON & (<<)) ==  )
         delay();

     //9. 写入0xD0到IICSTAT
     IICSTAT = 0xD0;

     //10. 清除中断
     IICCON &= ~(<<);    

     delay();
 }

 void read_data(unsigned char *buf, unsigned char daddr, int length) /* 结合eeprom手册 */
 {
     /* 每接收一个数据产生一个中断 */

     int j =;
     unsigned char unusedata;

     //1. 设置处理器为主设备+发送模式
     IICSTAT |= (<<);

     //2. 将从设备的地址写入到IICDS寄存器
     IICDS = SLAVE_WRITE_ADD;

     //清除中断
     IICCON &= ~(<<);

     //3. 写入0xF0写入IICSTAT M/T-Start
     IICSTAT = 0xF0;

     //4. 等待ACK的产生
     while ((IICCON & (<<)) ==  )
         delay();

     //5.1写入eeprom内部地址
     IICDS = daddr;

     //5.2清除中断
      IICCON &= ~(<<);   

     //5.3等待ACK的产生
     while ((IICCON & (<<)) ==  )
         delay();

     /**************eeprom代码**************/
     /**************************************/
     /***************i2c代码****************/

     //设置为主设备接收模式
     IICSTAT &= ~(<<);
     IICSTAT |= (<<);

     //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 */
     IICDS = SLAVE_READ_ADD;
     //清除中断
     IICCON &= ~(<<);

     //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
     IICSTAT = 0xb0;

     //等待中断
     while ((IICCON & (<<)) ==  )
         delay();

 #if 0
     /***写入设备内部地址***/
     IICDS = daddr;
     IICCON &= ~( << );
     while((IICCON & ( << )) == )
     {
         delay();
     }
 #endif 

     //***丢掉收到的第1个字节  第一个数据无效 丢弃！
     unusedata = IICDS;
     IICCON &= ~(<<);
     while ((IICCON & (<<)) ==  )
             delay();

     for(j=;j<length;j++)
     {
         if(j == (length - ))
         {
            IICCON &= ~(<<);
         }

     //5.1 从IICDS里取出数据
         buf[j]=IICDS;

     //5.2 清除中断
         IICCON &= ~(<<);

     //4.等待中断
         while ((IICCON & (<<)) ==  )
             delay();
     }

     //写入0x90到IICSTAT
     IICSTAT = 0x90;

     // 清除中断
     IICCON &= ~(<<);
 }

 void i2c_test()
 {
     int i=;
     unsigned char sbuf[]={};
     unsigned char dbuf[]={};    

     i2c_init();

     for(i=;i<;i++)
     {
         sbuf[i] = i+;
         dbuf[i] = ;
     }

     printf("dbuf befor I2C read:\r\n");
     for(i =; i<;i++)
     {
        if(i%==)
            printf("\r\n");  /*  */

        printf("%d\t",dbuf[i]);    /*t-空格 */
     }    

     for(i=;i<;i++)
         write_byte(sbuf[i],i);

     printf("i2c reading, plese wait!\n\r");

     read_data(dbuf,,);

     printf("dbuf after I2C read:\r\n");

     for(i =; i<;i++)
     {
        if(i%==)
            printf("\r\n");

        printf("%d\t",dbuf[i]);
     }
 }