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【开发教程11】ARM功能手机-I2C教程

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发表于 2022-6-24 19:09:56 | 显示全部楼层 |阅读模式
关键词: ARM , 功能手机 , I2C , 开发教程
I2C教程
——疯壳·开发板系列



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    图1

    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:

2.0.png   
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    图2



    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。
    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);
    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);
    时钟同步;
    32字节的发送接收FIFO;
    主机发送与接收操作;
    7或10位地址,7或10为混合格式发送;
    块发送模式;
    默认从地址为0x055;
    中断或者轮询操作模式;
    可编程的数据线保持时间;

    2.2 寄存器介绍       
        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。

    2.2.1 I2C控制寄存器

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    图3
    15:7位:保留不使用;
    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’;
    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;
    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);
    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’;

    2.2.2 I2C目标地址寄存器

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4.1.png    
    图4
    15:12位:保留不使用;
    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;
    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。

    2.2.3 I2C接收发送数据缓存与命令寄存器

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5.1.png    
    图5
     15:9位:保留不使用;
        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;
        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。

    2.2.4 I2C清除TX_ABRT中断

6.png    
    图6
      15:1位:保留不使用;
        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。

    2.2.5 I2C使能寄存器

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7.1.png    
    图7
        15:1位:保留不使用;
        0位:控制器使能位;

    2.2.6 I2C状态寄存器

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8.1.png    
    图8
    15:7位:保留不使用;
    6位:判断从设备是否活动;
    5位:判断主设备是否活动;
    4位:判断接收FIFO是否全满;
    3位:判断接收FIFO是否为空;
    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。

    2.2.7 I2C接收FIFO数目寄存器

9.png    
    图9
    15:6位:保留不使用;
    5:0位:接收FIFO可以接收多少字节。

    2.2.8 I2C发送异常终止源寄存器

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10.1.png
    图10
    15位:当主设备需要发送数据时,却进入读数据状态;
    14位:当发送数据时,从设备丢失总线;
    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;
    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;
    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;
    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;
    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。

    2.3 寄存器配置讲解

    #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)
    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;
        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;
        等待控制器准备好,while( (I2C_STATUS_REG & 0x20) != 0 );
    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);




    第三节 I2C实验

    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。
    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:

11.png    
    图11
    (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

12.0.png

12.1.png    
    图12
    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:
    (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:

13.png    
    图13
    (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:

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    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。
    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:

15.png    
    图15
    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:

16.0.png

16.1.png

16.2.png

16.3.png
    图16



    配套资料:http://www.fengke.club
    套件地址:http://shop115904315.taobao.com/
    文件下载请点击: I2C教程.pdf (1.53 MB)



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