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IIC裸機(jī)開發(fā)過程
時間：2017-11-07 來源：未知
IIC是一種電路板級的半雙工多組通信總線
IIC 即Inter-Integrated Circuit
在同一塊電路板上用于芯片和芯片之間通信(用于多芯片之間的通信)
半雙工:
由于通信介質(zhì)的限制
兩根線：一根線用來傳數(shù)據(jù)，另一根線用來同步時鐘(SDA:數(shù)據(jù)總線，SCL:時鐘總線)
兩兩之間都可以進(jìn)行通信，但是必須要由一個芯片開始發(fā)起
板級:
在同一塊電路板上用于芯片和芯片之間通信(用于多芯片之間的通信)
半雙工:
由于通信介質(zhì)的限制
兩根線：一根線用來傳數(shù)據(jù)，另一根線用來同步時鐘(SDA:數(shù)據(jù)總線，SCL:時鐘總線)
兩兩之間都可以進(jìn)行通信，但是必須要由一個芯片開始發(fā)起
IIC串行總線的組成和工作原理
1.采用串行總線技術(shù)可以使系統(tǒng)硬件設(shè)計大大簡化，系統(tǒng)的體積減小，可靠性提高。
同時，系統(tǒng)的更改和擴(kuò)充極為容易。
用于板級的通信(芯片和芯片之間的通信)
用于板級和設(shè)備之間的通信可以用rs232，485，can總線等等來通信
板級通信距離不會太長
下面來介紹下IIC的通信原理
1. 通信的發(fā)起和結(jié)束都由主機(jī)控制
2. 每個從設(shè)備都有一個地址
3. 傳輸數(shù)據(jù)的時候，sda對應(yīng)的數(shù)據(jù)信號的寬度 要比scl的高電平的寬度要寬，
sda跳變只能在scl處于低電平的時候
4. 在scl處于高電平的時候，如果sda產(chǎn)生了高->低的跳變，一次通信開始，低->高的跳變，一次通信結(jié)束
5. 數(shù)據(jù)發(fā)送，一次只發(fā)1個字節(jié)，沒法送一個byte打的數(shù)據(jù)的時候，都要回一個ack數(shù)據(jù)位
《MPU-6050_DataSheet_V3 4.pdf》描述 從設(shè)備
查找從設(shè)備地址
所以AD0值是0。
從設(shè)備地址是0x68
內(nèi)部寄存器地址可以參考《上課用資料\i2c\mpu6050寄存器.doc》
從上圖可以看出，4412提供4個寄存器來完成所有的IIC操作。SDA線上的數(shù)據(jù)從IICDS寄存器經(jīng)過移位寄存器發(fā)出，或通過移位寄存器傳入IICDS寄存器；IICADD寄存器中保存4412當(dāng)做從機(jī)時的地址；IICCON、IICSTAT兩個寄存器用來控制或標(biāo)識各種狀態(tài)，比如選擇工作工作模式，發(fā)出S信號、P信號，決定是否發(fā)出ACK信號，檢測是否接收到ACK信號。
主機(jī)是初始化總線的數(shù)據(jù)傳輸并產(chǎn)生允許傳輸?shù)臅r鐘信號
的器件此時任何被尋址的器件都被認(rèn)為是從機(jī)
Exynos4412精簡指令集微處理器支持4個IIC總線控制器。為了能使連接在總線上的主和從設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，專用的數(shù)據(jù)線SDA和時鐘信號線SCL被使用，他們都是雙向的。
如果工作在多主機(jī)的IIC總線模式，多個4412處理器將從從機(jī)那接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)給從機(jī)。在IIC總線上的主機(jī)端4412會啟動或終止一個數(shù)據(jù)傳輸。4412的IIC總線控制器會用一個標(biāo)準(zhǔn)的IIC總線仲裁機(jī)制去實現(xiàn)多主機(jī)和多從機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。
通過控制如下寄存器以實現(xiàn)IIC總線上的多主機(jī)操作：
控制寄存器： I2CCON
狀態(tài)寄存器： I2CSTAT
Tx/Rx數(shù)據(jù)偏移寄存器： I2CDS
地址寄存器： I2CADD
如果I2C總線空閑，那么SCL和SDA信號線將都為高電平。在SCL為高電平期間，如果SDA有由高到低電平的跳變，那么將啟動一個起始信號，如果SDA有由低到高電平的跳變，將啟動一個結(jié)束信號。
主機(jī)端的設(shè)備總是提供起始和停止信號的一端。在起始信號被發(fā)出后，一個數(shù)據(jù)字節(jié)的前7位被當(dāng)作地址通過SDA線被傳輸。這個地制值決定了總線上的主設(shè)備將要選擇那個從設(shè)備作為傳輸對象，bit8決定傳輸數(shù)據(jù)的方向(是讀還是寫)。
I2C總線上的數(shù)據(jù)(即在SDA上傳輸?shù)臄?shù)據(jù))都是以8位字節(jié)傳輸?shù)模诳偩�上傳輸操作的過程中，對發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)是沒有限制的。I2C總線上的主/從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)總是以一個數(shù)據(jù)的高位開始傳輸(即MSB方式)，傳輸完一個字節(jié)后，應(yīng)答信號緊接其后。
1. 開始和停止條件
當(dāng)4412的I2C接口空閑時，它往往工作在從機(jī)模式。或者說，4412的的i2c接口在SDA線上察覺到一個起始信號之前它應(yīng)該工作在從機(jī)模式。當(dāng)控制器改變4412的i2c接口的工作模式為主機(jī)模式后，SDA線上發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸并且控制器會產(chǎn)生SCL時鐘信號。
開始條件通過SDA線進(jìn)行串行的字節(jié)傳輸，一個停止信號終止數(shù)據(jù)傳輸，停止信號是指SCL在高電平器件SDA線有從低到高電平的跳變，主機(jī)端產(chǎn)生起始和停止條件。當(dāng)主、從設(shè)備產(chǎn)生一個起始信號后,I2C總線將進(jìn)入忙狀態(tài)。這里需要說明的是上述主從設(shè)備都有可能作為主機(jī)端。
當(dāng)一個主機(jī)發(fā)送了一個起始信號后，它也應(yīng)該發(fā)送一個從機(jī)地址以通知總線上的從設(shè)備。這個地址字節(jié)的低7位表示從設(shè)備地址，高位表示傳輸數(shù)據(jù)的方向，即主機(jī)將要進(jìn)行讀還是寫。當(dāng)高位是0時，它將發(fā)起一個寫操作(發(fā)送操作)；當(dāng)高位是1時，它將發(fā)起一個讀數(shù)據(jù)的請求（接收操作）。
主機(jī)端發(fā)起一個結(jié)束信號以完成傳輸操作，如果主機(jī)端想在總線上繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，它將發(fā)出另外一個起始信號和從設(shè)備地址。用這樣的方式，它們可以用各種各樣的格式進(jìn)行讀寫操作。
【7】是否回ack
發(fā)送模式下，都是 1
接受模式下，再等待接受data之前，要這個位置0，表示不會回復(fù)ack，
【5】使能中斷
【4】寫0 清中斷，寫1 無效，
每次數(shù)據(jù)傳輸完畢，都要通過判斷該位 ，如果是1 表示中斷被添加，表示對方接受成功
【5】
置1 就發(fā)start信號 s
置0 發(fā)送stop信號 p
【4】長期置1
從設(shè)備地址
讀寫的數(shù)據(jù) 緩沖寄存器
父節(jié)點GPX3 27
typedef struct
{
unsigned int I2CCON;
unsigned int I2CSTAT;
unsigned int I2CADD;
unsigned int I2CDS;
unsigned int I2CLC;
}i2c5;
#define I2C5 (*(volatile i2c5 *)0x138B0000 )
#include "exynos_4412.h"
//#include "led.h"
// MPU6050內(nèi)部地址
#define SMPLRT_DIV 0x19 //陀螺儀采樣率，典型值：0x07(125Hz)
#define CONFIG 0x1A //低通濾波頻率，典型值：0x06(5Hz)
#define GYRO_CONFIG 0x1B //陀螺儀自檢及測量范圍，典型值：0x18(不自檢，2000deg/s)
#define ACCEL_CONFIG 0x1C //加速計自檢、測量范圍及高通濾波頻率，典型值：0x01(不自檢，2G，5Hz)
#define ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define TEMP_OUT_H 0x41
#define TEMP_OUT_L 0x42
#define GYRO_XOUT_H 0x43
#define GYRO_XOUT_L 0x44
#define GYRO_YOUT_H 0x45
#define GYRO_YOUT_L 0x46
#define GYRO_ZOUT_H 0x47
#define GYRO_ZOUT_L 0x48
#define PWR_MGMT_1 0x6B //電源管理，典型值：0x00(正常啟用)
#define WHO_AM_I 0x75 //IIC地址寄存器(默認(rèn)數(shù)值0x68，只讀)
#define SlaveAddress 0xD0 //IIC寫入時的地址字節(jié)數(shù)據(jù)，+1為讀取
int adc_num;
void delay_ms(unsigned int time)
{
int i, j;
while(time--)
{
for (i = 0; i < 5; i++)
for (j = 0; j < 514; j++);
}
}
void mydelay_ms(int time)
{
int i, j;
while(time--)
{
for (i = 0; i < 5; i++)
for (j = 0; j < 514; j++);
}
}
void do_irq()
{
static int a = 1;
int irq_num;
irq_num = CPU0.ICCIAR&0x3ff; //獲取中斷號
switch(irq_num)
{
case 57:
printf("in the irq_handler\n");
if(a)
led_on(1);
else
led_off(1);
a = !a;
EXT_INT41_PEND = EXT_INT41_PEND |((0x1 << 1)); //清GPIO中斷標(biāo)志位
ICDICPR.ICDICPR1 = ICDICPR.ICDICPR1 | (0x1 << 25); //清GIC中斷標(biāo)志位
break;
case 75:
printf("in the wdt interrupt\n");
WDT.WTCNT = 180000;
WDT.WTCLRINT = 0;
ICDICPR.ICDICPR2 = ICDICPR.ICDICPR2 | (1 << 11);
break;
case 42:
//printf("in the adc interrupt!\n");
adc_num = ADCDAT&0xfff;
printf("adc = %d\n",adc_num);
CLRINTADC = 0;
IECR2 = IECR2 | (1 << 19);
//42/32
ICDICPR.ICDICPR1 = ICDICPR.ICDICPR1 | (1 << 10);
break;
case 76:
printf("in the alarm interrupt!\n");
RTCINTP = RTCINTP | (1 << 1);
ICDICPR.ICDICPR2 = ICDICPR.ICDICPR2 | (0x1 << 12); //清GIC中斷標(biāo)志位
break;
case 77:
printf("in the tic interrupt!\n");
RTCINTP = RTCINTP | (1 << 0);
ICDICPR.ICDICPR2 = ICDICPR.ICDICPR2 | (0x1 << 13); //清GIC中斷標(biāo)志位
break;
}
CPU0.ICCEOIR = CPU0.ICCEOIR&(~(0x3ff))|irq_num; //清cpu中斷標(biāo)志位
}
@brief iic read a byte program body
@param[in] slave_addr, addr, &data
@return None
void iic_read(unsigned char slave_addr, unsigned char addr, unsigned char *data)
{
I2C5.I2CDS = slave_addr; //將從機(jī)地址寫入I2CDS寄存器中
I2C5.I2CCON = (1 << 7)|(1 << 6)|(1 << 5); //設(shè)置時鐘并使能中斷
I2C5.I2CSTAT = 0xf0; //[7:6]設(shè)置為0b11，主機(jī)發(fā)送模式；
//往[5：4]位寫0b11，即產(chǎn)生啟動信號,發(fā)出IICDS寄存器中的地址
while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4))); // 等待傳輸結(jié)束，傳輸結(jié)束后，I2CCON [4]位為1，標(biāo)識有中斷發(fā)生；
// 此位為1時，SCL線被拉低，此時I2C傳輸停止；
I2C5.I2CDS = addr; //寫命令值
I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1 << 4));// I2CCON [4]位清0，繼續(xù)傳輸
while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4)));// 等待傳輸結(jié)束
I2C5.I2CSTAT = 0xD0; // I2CSTAT[5:4]位寫0b01,發(fā)出停止信號
I2C5.I2CDS = slave_addr | 1; //表示要讀出數(shù)據(jù)
I2C5.I2CCON = (1 << 7)|(1 << 6) |(1 << 5) ; //設(shè)置時鐘并使能中斷
I2C5.I2CSTAT = 0xb0;//[7:6]位0b10,主機(jī)接收模式；
//往[5：4]位寫0b11，即產(chǎn)生啟動信號,發(fā)出IICDS寄存器中的地址
I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1 << 4));
while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4)));//等待傳輸結(jié)束，接收數(shù)據(jù)
I2C5.I2CCON &= ~((1<<7)|(1 << 4));/* Resume the operation & no ack*/
// I2CCON [4]位清0，繼續(xù)傳輸，接收數(shù)據(jù)，
// 主機(jī)接收器接收到后一字節(jié)數(shù)據(jù)后，不發(fā)出應(yīng)答信號 no ack
// 從機(jī)發(fā)送器釋放SDA線，以允許主機(jī)發(fā)出P信號，停止傳輸；
while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4)));// 等待傳輸結(jié)束
I2C5.I2CSTAT = 0x90;
*data = I2C5.I2CDS;
I2C5.I2CCON &= ~(1<<4); /*clean interrupt pending bit */
mydelay_ms(10);
*data = I2C5.I2CDS;
}
@brief iic write a byte program body
@param[in] slave_addr, addr, data
@return None
void iic_write (unsigned char slave_addr, unsigned char addr, unsigned char data)
{
I2C5.I2CDS = slave_addr;
I2C5.I2CCON = (1 << 7)|(1 << 6)|(1 << 5) ;
I2C5.I2CSTAT = 0xf0;
while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4)));
I2C5.I2CDS = addr;
I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1 << 4));
while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4)));
I2C5.I2CDS = data;
I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1 << 4));
while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4)));
I2C5.I2CSTAT = 0xd0;
I2C5.I2CCON = I2C5.I2CCON & (~(1 << 4));
mydelay_ms(10);
}
void MPU6050_Init ()
{
iic_write(SlaveAddress, PWR_MGMT_1, 0x00);
iic_write(SlaveAddress, SMPLRT_DIV, 0x07);
iic_write(SlaveAddress, CONFIG, 0x06);
iic_write(SlaveAddress, GYRO_CONFIG, 0x18);
iic_write(SlaveAddress, ACCEL_CONFIG, 0x01);
}
int get_data(unsigned char addr)
{
char data_h, data_l;
iic_read(SlaveAddress, addr, &data_h);
iic_read(SlaveAddress, addr+1, &data_l);
return (data_h<<8)|data_l;
}
/*
* 裸機(jī)代碼，不同于LINUX 應(yīng)用層， 一定加循環(huán)控制
*/
int main()
{
int data;
unsigned char zvalue;
GPB.CON = (GPB.CON & ~(0xff<<8)) | 0x33<<8; // GPBCON[3], I2C_5_SCL GPBCON[2], I2C_5_SDAn
mydelay_ms(100);
uart_init();
I2C5.I2CSTAT = 0xD0;
I2C5.I2CCON &= ~(1<<4); /*clean interrupt pending bit */
mydelay_ms(100);
MPU6050_Init();
mydelay_ms(100);
printf("\n********** I2C test!! ***********\n");
while(1)
{
//Turn on
data = get_data(GYRO_ZOUT_H);
printf(" GYRO --> Z <---:Hex: %x", data);
data = get_data(GYRO_XOUT_H);
printf(" GYRO --> X <---:Hex: %x", data);
printf("\n");
mydelay_ms(1000);
}
return 0;
}
