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        I2C之知(六)--s3c2440用I2C接口訪問(wèn)EEPROM

        作者: 時(shí)間:2016-11-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
        在前面閱讀理解了I2C的官方協(xié)議文檔后,就拿s3c2440EEPROM來(lái)驗(yàn)證一下.

        本來(lái)是想用s3c2440的SDA和SCL管腳復(fù)用為GPIO來(lái)模擬的,但在沒(méi)有示波器的情況下搞了一周,怎么都出不來(lái),最后還是放棄了.甚至參考了linux下i2c-algo-bit.c和i2c-gpio.c,依然沒(méi)調(diào)出來(lái).如果有示波器,可能很快就能找到原因,現(xiàn)在完全不知道問(wèn)題出在哪里.其實(shí)想用GPIO模擬I2C的目的很簡(jiǎn)單,以一種簡(jiǎn)單而又深刻的方式來(lái)理解I2C.

        本文引用地址:http://www.104case.com/article/201611/317580.htm

        既然這條路暫時(shí)沒(méi)法走,退而求其次,用s3c2440的I2C接口來(lái)訪問(wèn)EEPROM,只要按照datasheet的來(lái)做,基本上不用考慮時(shí)序咯.

        從s3c2440和AT24C02A的datasheet開(kāi)始:

        s3c2440的介紹其實(shí)很簡(jiǎn)單,IIC-bus接口有四種操作模式:

        Master transmitter mode
        Master receive mode
        Slave transmitter mode
        Slave receive mode

        但實(shí)際上,我們只會(huì)用到M-Tx和M-Rx,因?yàn)樵趕3c2440和EEPROM的連接中,沒(méi)辦法將s3c2440當(dāng)作slave.

        然后s3c2440的datasheet從I2C的協(xié)議文檔上copy了一些內(nèi)容:開(kāi)始終止條件數(shù)據(jù)傳輸格式ACK讀寫操作總線仲裁終止條件等.這些還是看I2C的協(xié)議文檔比較好.

        I2C-BUS的配置:

        為了控制SCL的頻率,IICCON中可以控制一個(gè)4bit的分頻器.IICADD寄存器用來(lái)保存IIC-Bus的接口地址,這個(gè)實(shí)際也無(wú)需用,只有訪問(wèn)從設(shè)備時(shí)才需要地址.而這里s3c2440是主設(shè)備.

        在每次IIC Tx/Rx操作前,都要做下面的操作:

        如果需要的話,寫從地址到IICADD

        設(shè)置IICCON寄存器(使能中斷,定義SCL的周期)

        設(shè)置IICSTAT來(lái)使能串行輸出

        然后就是M-Tx和M-Rx操作模式的流程圖,后面的代碼就是嚴(yán)格按照這個(gè)圖來(lái)的.這里就不截圖了.

        寄存器的說(shuō)明大概如下:

        #define rIICCON (*(volatile unsigned *)0x54000000)
        /**********************
        [7]:ack enable bit
        [6]:Tx clock source selection 0:IICCLK = PCLK/16 1:IICCLK = PCLK/512
        [5]:Tx/Rx interrupt
        [4]:interrupt pending flag !!!!
        [3:0]:Tx clock = IICCLK/(IICCON[3:0]+1)
        **********************/
        #define rIICSTAT (*(volatile unsigned *)0x54000004)
        /**********
        [7:6]:10:M-Rx 11:M-Tx
        [5]:busy signal status/start stop conditon !!!
        [4]:serial output enable/disable bit 1:enable
        [3]:iic arbitration procedure status flag bit || which didnt used
        [2]:address-as-slave status flag !!!
        [1]:address zero status flag
        [0]:last-received bit status flag 0:ack 1:nack
        **********/
        #define rIICADD (*(volatile unsigned *)0x54000008)
        /*********
        * [7:1]:slave address 只有在IICSTAT的output disable時(shí),IICADD才可以寫.隨時(shí)可以讀.
        * ************/
        #define rIICDS (*(volatile unsigned *)0x5400000c)
        /**************
        * [7:0]:8bit data shift reg for IIC-Bus Tx/Rx operation.只有IICSTAT的output enable時(shí),IICDS才可以寫.隨時(shí)可以讀.
        * *************/
        #define rIICLC (*(volatile unsigned *)0x54000010)
        /**************
        * 該寄存器用于多主機(jī)的情況,暫時(shí)用不到
        * ************/

        下面看下AT24C02A的datasheet:

        AT24C02A:2K的容量,32pages,每個(gè)page8個(gè)字節(jié),總共256字節(jié).讀寫需要8bit的word address.

        AT24C02A的地址是從下圖來(lái)的:

        所以地址就是我們看到的0xa0,A2 A1 A0因?yàn)樵谠韴D上這三個(gè)管腳都接的低電平.

        寫操作:

        以字節(jié)寫的圖為例:

        結(jié)合s3c2440的M-Tx模式,代碼操作如下:

        1. voidI_Write(unsignedintslvaddr,unsignedcharaddr,unsignedchardata)
        2. {
        3. unsignedintack;
        4. init(slvaddr);
        5. //rIICSTAT|=0x3<<6;//configureMTxmode
        6. rIICDS=slvaddr;//0xa0;//writeslaveaddresstoIICDS
        7. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        8. rIICSTAT=0xf0;//(M/Tstart)
        9. //thedataoftheIICDSistransmitted
        10. uart_SendByte(a);
        11. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
        12. if((rIICSTAT&0x01)==0)
        13. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應(yīng)答
        14. else
        15. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒(méi)有應(yīng)答
        16. rIICDS=addr;
        17. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        18. //thedataoftheIICDSisshiftedtosda
        19. uart_SendByte(b);
        20. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
        21. if((rIICSTAT&0x01)==0)
        22. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應(yīng)答
        23. else
        24. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒(méi)有應(yīng)答
        25. rIICDS=data;
        26. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        27. //thedataoftheIICDSisshiftedtosda
        28. uart_SendByte(c);
        29. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
        30. if((rIICSTAT&0x01)==0)
        31. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應(yīng)答
        32. else
        33. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒(méi)有應(yīng)答
        34. rIICSTAT=0xD0;//write(M/TstoptoIICSTAT)
        35. //rIICCON=0xe0;
        36. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        37. uart_SendByte(d);
        38. while((rIICSTAT&1<<5)==1);
        39. }

        讀操作:

        以隨機(jī)讀的圖為例:


        隨機(jī)讀要復(fù)雜點(diǎn),因?yàn)榍懊娴腄UMMY WRITE要用M-Tx模式,而后面真正的讀操作要用M-Rx模式.結(jié)合s3c2440的模式操作的流程圖,代碼如下:

        1. unsignedcharI_Read(unsignedintslvaddr,unsignedcharaddr)
        2. {
        3. unsignedchardata;
        4. intack;
        5. init(slvaddr);
        6. //rIICSTAT|=0x3<<6;//configureMTxmode
        7. rIICDS=slvaddr;//0xa0;//writeslaveaddresstoIICDS
        8. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        9. rIICSTAT=0xf0;//(M/Tstart)
        10. //thedataoftheIICDSistransmitted
        11. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
        12. if((rIICSTAT&0x01)==0)
        13. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應(yīng)答
        14. else
        15. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒(méi)有應(yīng)答
        16. rIICDS=addr;
        17. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        18. //thedataoftheIICDSisshiftedtosda
        19. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
        20. if((rIICSTAT&0x01)==0)
        21. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應(yīng)答
        22. else
        23. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒(méi)有應(yīng)答
        24. init(slvaddr);
        25. rIICSTAT&=~(0x1<<6);//configureMRxmode
        26. rIICSTAT|=0x1<<7;
        27. //rIICSTAT|=0x2<<6;//configureMRxmode
        28. rIICDS=slvaddr;
        29. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        30. rIICSTAT=0xb0;//(M/RStart)
        31. //thedataofIICDS(slaveaddress)istransmitted
        32. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//uart_SendByte(o);//ackperiodandtheninterruptispending::
        33. if((rIICSTAT&0x01)==0)
        34. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應(yīng)答
        35. else
        36. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒(méi)有應(yīng)答
        37. data=rIICDS;
        38. if(data==160)
        39. uart_SendByte(o);
        40. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        41. //sdaisshiftedtoIICDS
        42. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
        43. if((rIICSTAT&0x01)==0)
        44. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應(yīng)答
        45. else
        46. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒(méi)有應(yīng)答
        47. data=rIICDS;
        48. if(data==160)
        49. uart_SendByte(o);
        50. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        51. //sdaisshiftedtoIICDS
        52. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
        53. if((rIICSTAT&0x01)==0)
        54. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應(yīng)答
        55. else
        56. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒(méi)有應(yīng)答
        57. uart_SendByte(a);
        58. rIICSTAT=0x90;
        59. uart_SendByte(b);
        60. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
        61. uart_SendByte(c);
        62. while((rIICSTAT&1<<5)==1)uart_SendByte(o);
        63. uart_SendByte(d);
        64. returndata;
        65. }

        這個(gè)EEPROM的其他讀寫操作依此類推.

        最后,做一下總結(jié):

        1.單次的寫字節(jié)和隨機(jī)讀之間應(yīng)該加延時(shí),驗(yàn)證過(guò)程中發(fā)現(xiàn),在兩次寫字節(jié)之間延時(shí)100us的話,在第二次寫字節(jié)的時(shí)候就收不到ACK.將延時(shí)改為1000us就正常了.

        2.IICDS的讀寫操作一定要在清楚IIC interrupt pending bit之前做,也就是代碼中出現(xiàn)的:

        1. rIICDS=slvaddr;
        2. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit

        3.讀數(shù)據(jù)的時(shí)候可能會(huì)讀到160,也就是0xa0,沒(méi)有關(guān)系,再多讀一次字節(jié)就是數(shù)據(jù)了.
        4.IICCON寄存器中第5bit是Tx/Rx interrupt enable/disable bit.而第4bit是interrupt pending flag.
        值得注意的是該寄存器介紹后的notes中的第二點(diǎn)和第五點(diǎn):
        IIC-Bus中斷發(fā)生的條件:a.一byte的數(shù)據(jù)收發(fā)完成;b.通用廣播或者從地址匹配;c.總線仲裁失敗
        如果IICCON[5]=0,IICCON[4]不會(huì)正常操作.所以即使不用IIC中斷,建議將IICCON[5]=1.
        到重點(diǎn)了,其實(shí)沒(méi)必要用IIC的中斷,我的意思是說(shuō)在s3c2440中斷系統(tǒng)中關(guān)于IIC的操作不用變,但是IICCON[5]=1.
        那怎么知道收發(fā)完成呢?
        while((rIICCON & 1<<4) == 0);//udelay(10);//ack period and then interrupt is pending
        if((rIICSTAT & 0x01)==0)
        uart_SendByte(y);//ack = 0; //收到應(yīng)答
        else
        uart_SendByte(n);//ack = 1; //沒(méi)有應(yīng)答

        只需要上面的代碼就可以了,通過(guò)輪詢IICCON的第4bit來(lái)查看ack period and then interrupt is pending.

        當(dāng)然如果用中斷系統(tǒng)中IIC中斷也是可以的,一個(gè)是中斷方式,一個(gè)是輪詢方式,在這里感覺(jué)差別不大.

        關(guān)于I2C裸機(jī)到此為止,但是gpio模擬I2c一直耿耿于懷啊~~

        在工作中,linux下做過(guò)用I2C子系統(tǒng)用GPIO模擬I2C.那個(gè)只要配置好GPIO的input和output,構(gòu)造數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),驅(qū)動(dòng)就能工作了,不得不佩服這個(gè)子系統(tǒng)的強(qiáng)大.因?yàn)榍懊娴腷log對(duì)文件系統(tǒng)和設(shè)備模型都做過(guò)分析,但并沒(méi)有針對(duì)特定的子系統(tǒng)做過(guò)分析,過(guò)段時(shí)間就來(lái)分析linux的I2C,學(xué)習(xí)C語(yǔ)言也是如何實(shí)現(xiàn)OOP的某些特性的,體會(huì)好代碼的設(shè)計(jì)思路.



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