s3c2440的IIC應用——讀寫AT24C02A
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s3c2440內部有一個IIC總線接口，因此為我們連接帶有IIC通信模塊的外圍設備提供了便利。它具有四種操作模式：主設備發送模式、主設備接收模式、從設備發送模式和從設備接收模式。在這里我們只把s3c2440當做IIC總線的主設備來使用，因此只介紹前兩種操作模式。在主設備發送模式下，它的工作流程為：首先配置IIC模式，然后把從設備地址寫入接收發送數據移位寄存器IICDS中，再把0xF0寫入控制狀態寄存器IICSTAT中，這時等待從設備發送應答信號，如果想要繼續發送數據，那么在接收到應答信號后，再把待發送的數據寫入寄存器IICDS中，清除中斷標志后，再次等待應答信號；如果不想再發送數據了，那么把0x90寫入寄存器IICSTAT中，清除中斷標志并等待停止條件后，即完成了一次主設備的發送。在主設備接收模式下，它的工作流程為：首先配置IIC模式，然后把從設備地址寫入接收發送數據移位寄存器IICDS中，再把0xB0寫入控制狀態寄存器IICSTAT中，這時等待從設備發送應答信號，如果想要接收數據，那么在應答信號后，讀取寄存器IICDS，清除中斷標志；如果不想接收數據了，那么就向寄存器IICSTAT寫入0x90，清除中斷標志并等待停止條件后，即完成了一次主設備的接收。在完成上述兩個模式時，主要用到了控制寄存器IICCON、控制狀態寄存器IICSTAT和發送接收數據移位寄存器IICDS。由于我們只把s3c2440當做主設備來用，并且系統的IIC總線上只有這么一個主設備，因此用來設置從設備地址的地址寄存器IICADD，和用于仲裁總線的多主設備線路控制寄存器IICLC都無需配置。寄存器IICCON的第6位和低4位用于設置IIC的時鐘頻率，因為IIC的時鐘線SCL都是由主設備提供的。s3c2440的IIC時鐘源為PCLK，當系統的PCLK為50MHz，而從設備最高需要100kHz時，可以將IICCON的第6位置1，IICCON的低4位全為0即可。寄存器IICCON的第7位用于設置是否發出應答信號，第5位用于是否使能發送和接收中斷，第4位用于中斷的標志，當接收或發送數據后一定要對該位進行清零，以清除中斷標志。寄存器IICSTAT的高2位用于設置是哪種操作模式，當向第5位寫0或寫1時，則表示結束IIC或開始IIC通訊，第4位用于是否使能接收/發送數據。
由于通訊是雙方的事情，在了解了主設備的操作模式后，還要清楚從設備的運行機制，兩者要達到完美地結合，才能實現彼此的通訊。在這里，從設備是EEPROM——AT24C02A，要想讓s3c2440能夠正確地對AT24C02A讀寫，就必須讓s3c2440的時序完全按照AT24C02A的時序。AT24C02A的寫操作有兩種模式：字節寫和頁寫。字節寫是先接收帶有寫命令的設備地址信息，如果符合就應答，再接收設備內存地址信息，發出應答后，再接收要寫入的數據，這樣就完成了字節寫過程。頁寫與字節寫的區別就是，頁寫可以一次寫多個數據，而字節寫只能一次寫一個數據。但由于AT24C02A的一頁才8個字節，所以頁寫也最多寫8個數據，而且只能在該頁內寫，不會發生一次頁寫同時寫兩頁的情況。AT24C02A的讀操作有三種模式：當前地址讀、隨機讀和序列讀。當前地址讀是只能讀取當前地址內的數據，它的時序是先接收帶有讀命令的設備地址信息，如果符合就應答，然后發送當前地址內的數據，在沒有接收從主設備發來的應答信號的情況下終止該次操作。隨機讀的時序是，連續接收帶有寫命令的設備地址信息和設備內存地址信息，然后主設備重新開啟IIC通信，AT24C02A再次接收到帶有讀命令的設備地址信息，在發出應答信號以后，發送該內存地址的數據，在沒有接收到任何應答信號的情況下結束該次通信。當前地址讀和隨機讀一次都只能讀取一個數據，而序列讀一次可以讀取若干個數據，它的時序就是在當前地址讀或隨機讀發出數據后，接收到了應答信號，那么AT24C02A會把下一個內存地址中的數據送出，除非AT24C02A接收不到任何應答信號，否則它會一直把下一個內存地址中的數據送出。序列讀沒有一頁8個字節的限制。
在介紹完了s3c2440和AT24C02A的IIC通訊方式后，我們就可以寫程序了。在這里，我們用UART來實現PC機對AT24C02A的讀寫。UART的通訊協議是，PC機先發送命令字節：0xC0表示要向AT24C02A寫數據，0xC1表示要讀取AT24C02A的數據，在命令字節后，緊跟著的是設備內存地址和寫入或讀取的字節數。如果是要寫EEPROM數據，則在這三個字節后是要寫入的數據內容。在UART通訊完畢后，s3c2440會根據命令的不同，寫入或讀取AT24C02A，如果是讀取EEPROM，則s3c2440還會利用UART把讀取到的數據上傳到PC機。在這個程序中，我們只開啟了UART的接收中斷，而沒有開啟發送中斷，即讓s3c2440主動去完成發送任務。并且在與AT24C02A操作中，我們使用的是頁寫和序列讀的模式，這樣可以最大程度的完成一次讀或寫操作，而且我們所編寫的頁寫和序列讀子程度也同樣可以實現字節寫和隨機讀的模式。在這里我們限制一次讀或寫的數據量最多為8個字節。
unsigned char iic_buffer[8];//IIC數據通訊緩存數組
unsigned char address,length;//EEPROM內存地址和數據通信的長度
unsigned char flag;//應答標志
unsigned char comm;//命令
unsigned char devAddr=0xa0;//從設備AT24C02A的地址
…………
//IIC通信中斷
void __irq IicISR(void)
{
rSRCPND |= 0x1<<27;
rINTPND |= 0x1<<27;
flag = 0;//清標志
}
//UART通信中斷，只開啟了接收中斷，因此無需判斷是接收還是發送
void __irq uartISR(void)
{
char ch;
static char command;
static char count;
rSUBSRCPND |= 0x1;
rSRCPND |= 0x1<<28;
rINTPND |= 0x1<<28;
ch = rURXH0;//接收字節數據
if(command==0)//判斷命令
{
switch(ch)
{
case 0xc0://寫EEPROM
command = 0xc0;
count=0;
comm = 0;
break;
case 0xc1://讀EEPROM
command = 0xc1;
count=0;
comm = 0;
break;
default:
command = 0;
count =0;
rUTXH0=ch;
break;
}
}
else
{
if(command == 0xc0)//寫命令
{
count++;
if (count == 1)
{
address = ch;//接收設備內存地址信息
}
else if(count == 2)
{
length = ch;//接收寫入數據個數信息
}
else//接收具體要寫入EEPROM的數據
{
iic_buffer[count-3] = ch;
if(count==length+2)//接收完本次所有數據
{
rUTXH0=0xc0;
count=0;
command=0;
comm=1;//標志寫命令，用于主程序
}
}
}
else if(command ==0xc1)//讀命令
{
count++;
if(count==1)
{
address = ch;//接收設備內存地址信息
}
else
{
length = ch;//接收讀取數據個數信息
rUTXH0=0xc1;
count=0;
command=0;
comm = 2;//標志讀命令，用于主程序
}
}
}
}
//AT24C02A頁寫，當sizeofdate為1時，是字節寫
//輸入參數依次為設備內存地址、IIC數據緩存數組和要寫入的數據個數
void wr24c02a(unsigned char wordAddr,unsigned char *buffer,int sizeofdate )
{
int i;
flag =1;//應答標志
rIICDS = devAddr;
rIICCON &= ~0x10;//清中斷標志
rIICSTAT = 0xf0;//主設備發送模式
while(flag == 1)//等待從設備應答，
delay(100);//一旦進入IIC中斷，即可跳出該死循環
flag = 1;
rIICDS = wordAddr;//寫入從設備內存地址
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);
//連續寫入數據
for(i=0;i
flag = 1;
rIICDS = *(buffer+i);
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);
}
rIICSTAT = 0xd0;//發出stop命令，結束該次通訊
rIICCON = 0xe0;//為下次IIC通訊做準備
delay(100);//等待
}
//AT24C02A的序列讀，當sizeofdate為1時，是隨機讀
//輸入參數依次為設備內存地址、IIC數據緩存數組和要讀取的數據個數
void rd24c02a(unsigned char wordAddr,unsigned char *buffer,int sizeofdate )
{
int i;
unsigned char temp;
flag =1;
rIICDS = devAddr;//
rIICCON &= ~0x10;//清中斷標志
rIICSTAT = 0xf0;//主設備發送模式
while(flag)
delay(100);
flag = 1;
rIICDS = wordAddr;
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);
flag = 1;
rIICDS =devAddr;//
rIICCON &= ~0x10;
rIICSTAT = 0xb0;//主設備接收模式
while (flag)
delay(100);
flag = 1;
temp = rIICDS;//讀取從設備地址
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);
//連續讀
for(i=0;i
flag = 1;
if(i==sizeofdate-1)//如果是最后一個數據
rIICCON &= ~0x80;//不再響應
*(buffer+i) = rIICDS;
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);
}
rIICSTAT = 0x90;//結束該次通訊
rIICCON = 0xe0;//
delay(100);
}
void Main(void)
{
…………
//初始化IIC
rIICCON = 0xe0;//設置IIC時鐘頻率，使能應答信號，并開啟中斷
rIICSTAT = 0x10;
pISR_UART0 = (U32)uartISR;
pISR_IIC = (U32)IicISR;
flag=1;
comm=0;
while(1)
{
switch(comm)//判斷命令
{
case 1://寫EEPROM命令
wr24c02a(address,iic_buffer,length);
comm=0;
flag=1;
address=0;
length=0;
break;
case 2://讀EEPROM命令
rd24c02a(address,iic_buffer,length);
comm=0;
flag=1;
address=0;
for(i=0;i
delay(500);
rUTXH0 = iic_buffer[i];
}
length=0;
break;
}
}
}
雖然這段程序不是很難，但也花費了我不少的時間，總是出現這樣或那樣的問題。現在我就把編寫上述程序時需要注意的事項總結幾點，避免大家少走彎路：
⑴清IIC中斷標志語句rIICCON &= ~0x10;一定要在讀寫寄存器IICDS的后面，不能放到它的前面；
⑵在等待應答的死循環while內，一定要加上延時的程序；
⑶在讀取AT24C02A數據時，當讀到最后一個數據時，一定不能讓s3c2440發送應答信號，否則以后會無法再讀取AT24C02A數據，除非關電重啟；
⑷在真正對AT24C02A進行讀取數據時，在發送帶有讀命令的從設備地址后，AT24C02A會再返回一個從設備地址信息或從設備內存地址信息作為應答，所以一定要把該字節讀取后拋棄，因為它不是我們所要讀取的信息；
⑸按照AT24C02A的時序，在發送從設備地址字節時，它的最低位是0表示寫，1表示讀。但對于s3c2440來說，不用人為設置這一位，即是0是1都無所謂，因為這一位是由s3c2440根據是主設備發送模式還是主設備接收模式來自動設置。
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