一種I2C設備控制方法的設計和實現

為了快速讀寫數據，本文采用頁面寫的方式將數據寫入AT24C08;采用隨機讀和順序讀相結合的方式讀取AT24C08數據。

3 軟件設計

3.1 TWI初始化程序的設計

根據TWI的功能特點，TWI初始化的初始化包括以下4步：

(1)配置PIO控制器使復用管腳驅動TWI信號;

(2)配置PMC使TWI時鐘處于工作狀態;

(3)配置TWI為主工作模式。本文CPU為主設備，日歷和存儲芯片為從設備;

(4)設置數據傳輸速率，配置TWI時鐘波形發生器寄存器。

3.2 PCF8563驅動程序的設計

為了控制PCF8563的工作方式，需要對其寫入控制字;為了得到PCF8563輸出的時間信息，需要對其進行讀操作，讀/寫數據的流程如圖3所示。

本文設計編寫如下讀函數和寫函數：

其中，pTwi是結構體指針，指向的結構體中存放TWI的寄存器，通過pTwi即可訪問各TWI寄存器;address表示設備地址;im_address表示設備內部地址;data代表讀寫數據的變量指針。

因此，若使PCF8563工作于普通模式，并讀時數據，可用以下代碼實現：

3.3 AT24C08驅動程序的設計

由于AT24C08由4個具有不同設備地址的頁組成，且采用連續讀寫數據的操作方式，所以AT24C08的讀寫與PCF8563讀寫有以下幾點區別。

(1)先設置TWI_CR的起始標志，之后通過TWI_RHR和TWI_THR讀/寫TWI接口的數據;發送最后一個數據之前，再設置TWI_CR的停止標志。

(2)對于多字節數據的讀寫，全部數據若沒有傳輸完畢，便不發送停止信號，所以需通過判斷TWI_SR寄存器中的TXRDY和RXRDY決定是否讀TWI_RHR和寫TWI_THR,而將是否出現停止信號作為是否停止發送和接收的判斷依據。

(3)由于數據量和起始單元均是隨機的，所以有可能出現一頁寫不下的情況，因此針對給定的數據量和起始單元參數需要計算出共需幾頁，以便在進行頁面切換時更換設備地址。

本文設計編寫了如下讀函數和寫函數。

3.4 軟件的調試與運行

本文采用IAR開發環境和J-LINK仿真器進行軟件的在線調試和加載運行。調用函數完成以下程序設計：首先從PCF8563連續讀出若干數據并寫入AT24C08;其次，將AT24C08中的數據讀至數組變量中。在程序中的讀完AT24C08數據后設置斷點，觀測數組中存放的數據，從而驗證驅動程序的正確性。

4 結 語

本文介紹了PCF8563和AT24C08的使用方法，通過分析基于ARM核的AT91SAM7X256的TWI接口控制方法，設計PCF8563和AT24C08的驅動程序，實現時鐘數據的讀取和存儲。

本文設計的驅動模塊已成功地用于智能煤礦分站實驗系統中，完成了歷史時間數據的記錄功能，同時本文為ARM控制多個I2C設備提供了可以借鑒的方法。