S3C2440 I2C实现

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 *作       者：温子祺

 *联系方式 ：wenziqi@hotmail.com

 *说       明：S3C2440 I2C实现

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1:I2C原理

    总线的构成及信号类型 I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器），又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该调整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。这样，各控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此独立，互不相关。 I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。 开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 应答信号：接收数据的从控器在接收到8bit数据后，向发送数据的主控器发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向从控器发出一个信号后，等待从控器发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，判断为受控单元出现故障。 这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。

2：I2C实验代码

/*
---------------------------------------------------------------
文件名称:I2C.c
说    明:I2C协议 读写AT24C08
作    者:温子祺
创建时间:2010-08-17
测试结果:[OK]
注意事项:

(1)24C02数据速率I2C总线的数据传送速率在标准工作方式下为100kbit/s，
   在快速方式下，最高传送速率可达400kbit/s。
(2)当前S3C2440各频率如下:FCLK 405MHz
                         HCLK 135MHz
                         PCLK 67.5MHz
(3)当前I2C协议在三星提供的源代码进行修改，并提升代码的容错能力
   如I2C进行读写时,都有进行超时处理。
---------------------------------------------------------------
*/
#include "S3C244x.h"
#include "Global.h"
#include "IIC.h"
/*
1:rIICON                  IIC总线控制寄存器
2:rIICSTAT                IIC总线控制状态寄存器
3:rIICADD                 IIC总线地址寄存器
4:rIICDS                   IIC总线发送接收数据移位寄存器
5:rIICLC                  IIC总线多主设备线路控制寄存器
*/

/*
 ====================================================

                    I2C基本函数接口

 ====================================================
*/
static volatile UINT8  g_ucI2CDataBuf[256];           //I2C发送数据缓冲区
static volatile UINT32 g_unI2CCurDataCount;           //I2C当前数据计数
static volatile UINT32 g_unI2CCurStatus;           //I2C当前状态
static volatile UINT32 g_unI2CCurDataOffset;       //I2C当前发送数据偏移量
static          UINT32 g_unI2CCurMode;               //I2C当前模式
static          UINT32 g_unIICCONSave;               //临时保存rIICCON寄存器值

static void __irq I2CISR(void)    ;                   //I2C中断服务函数

static BOOL  I2CWriteByte(UINT32 unSlaveAddress,UINT32 ucWriteAddress,UINT8 *pucWriteByte);
static BOOL  I2CReadByte (UINT32 unSlaveAddress,UINT32 ucReadAddress ,UINT8 *pucReadByte);


/******************************************************
*文件名称:I2CWriteByte
*输    入:unSlaveAddress 从机地址
          unWriteAddress 写地址
          pucWriteByte   写字节
*输    出:TRUE/FALSE
*功能说明:I2C 写单个字节
*注意事项:
 主机发送起始信号后，发送一个寻址字节，收到应答后紧跟着的就是数据传输，
 数据传输一般由主机产生的停止位终止。但是，如果主机仍希望在总线上通讯，
 它可以产生重复起始信号和寻址另一个从机，而不是首先产生一个停止信号。
 在这种传输中，可能有不同的读/写格式。
*******************************************************/
static BOOL I2CWriteByte(UINT32 unSlaveAddress,
                         UINT32 unWriteAddress,
                         UINT8 *pucWriteByte)
{
    BOOL    bRt=TRUE;
    UINT32  unTimeouts;

    g_unI2CCurMode      = WRDATA;                      //当前I2C模式:写
    g_unI2CCurDataOffset= 0;                          //I2C数据缓冲区偏移量为0
    g_ucI2CDataBuf[0]   = (UINT8)unWriteAddress;      //写地址
    g_ucI2CDataBuf[1]   = *pucWriteByte;              //写数据
    g_unI2CCurDataCount = 2;                          //当前数据计数值(即地址+数据=2字节)
    
    rIICDS   = unSlaveAddress;                        //0xa0(高四位默认是1010,低四位为xxxx)
    rIICSTAT = 0xf0;                                  //主机发送启动
  
    unTimeouts=1000;

    while(g_unI2CCurDataCount!=-1 && unTimeouts--)
    {
          DelayNus(1);
    }

    if(!unTimeouts)
    {
       bRt=FALSE;

       goto end;
    }
    

    g_unI2CCurMode = POLLACK;

    while(1)
    {
        rIICDS           = unSlaveAddress;
        g_unI2CCurStatus = 0x100;
        rIICSTAT         = 0xf0;              //主机发送启动
           
        rIICCON=g_unIICCONSave;                  //恢复I2C运行

         unTimeouts=1000;

        while(g_unI2CCurStatus==0x100 && unTimeouts--)
        {
              DelayNus(1);
        }

        if(!unTimeouts)
        {
            bRt=FALSE;

            goto end;
        }

           
        if(!(g_unI2CCurStatus&0x1))
        {
             break;                           //接收到应答(ACK)信号
        }
            
    }

end:
    rIICSTAT = 0xd0;                         //停止主机发送状态Stop MasTx condition 
    rIICCON  = g_unIICCONSave;               //恢复I2C运行
    DelayNus(10);                            //等待直到停止条件是有效的

    return bRt;
}

/******************************************************
*文件名称:I2CReadByte
*输    入:unSlaveAddress 从机地址
          unReadAddress  读地址
          pucReadByte    读字节
*输    出:TRUE/FALSE
*功能说明:I2C 读单个字节
*注意事项:
  主机发送完寻址字节后，主机立即读取从机中的数据。
  当寻址字节的"R/W"位为1时，在从机产生应答信号后，
  主机发送器变成主机接收器，从机接收器变成从机发送器。
  之后，数据由从机发送，主机接收，每个应答由主机产生，
  时钟信号CLK仍由主机产生。若主机要终止本次传输，则发送
  一个非应答信号，接着主机产生停止信号
*******************************************************/
static BOOL I2CReadByte(UINT32 unSlaveAddress,
                        UINT32 unReadAddress,
                        UINT8 *pucReadByte)
{
    BOOL   bRt=TRUE;
    UINT32 unTimeouts;

    g_unI2CCurMode      = SETRDADDR;
    g_unI2CCurDataOffset= 0;
    g_ucI2CDataBuf[0]   = (UINT8)unReadAddress;
    g_unI2CCurDataCount = 1;

    rIICDS   = unSlaveAddress;
    rIICSTAT = 0xf0;                               //主机发送启动  

    unTimeouts=1000;

    while(g_unI2CCurDataCount!=-1 && unTimeouts--)
    {
          DelayNus(1);
    }

    if(!unTimeouts)
    {
       bRt=FALSE;

       goto end;
    }

    g_unI2CCurMode              = RDDATA;
    g_unI2CCurDataOffset        = 0;
    g_unI2CCurDataCount         = 1;
    
    rIICDS        = unSlaveAddress;
    rIICSTAT      = 0xb0;                         //主机接收启动
    rIICCON       = g_unIICCONSave;               //恢复I2C运行 
      
    unTimeouts=1000;

    while(g_unI2CCurDataCount!=-1 && unTimeouts--)
    {
          DelayNus(1);
    }

    if(!unTimeouts)
    {
       bRt=FALSE;

       goto end;
    }

    *pucReadByte= g_ucI2CDataBuf[1];

 end:

     return bRt;
}

/******************************************************
*文件名称:I2CWriteNBytes
*输    入:unSlaveAddress 从机地址
          unWriteAddress 写地址
          pucWriteByte   写字节
          unNumOfBytes   写字节数
*输    出:TRUE/FALSE
*功能说明:I2C 写多个字节
*******************************************************/
BOOL I2CWriteNBytes(UINT32 unSlaveAddress,
                    UINT32 unWriteAddress,
                    UINT8 *pucWriteBytes,
                    UINT32 unNumOfBytes)
{
     UINT32 unSpareOfBytes=unNumOfBytes;

     while(unSpareOfBytes--)
     {
            if(!I2CWriteByte( unSlaveAddress,
                             unWriteAddress,
                             pucWriteBytes))
           {
           
                  I2CMSG("I2C[ERROR]:fail to write data fail at address %d \
                                  success to write %d bytes \r\n",
                                  unWriteAddress,(unNumOfBytes-unSpareOfBytes));

               return  FALSE;

           }

           unWriteAddress++;
           pucWriteBytes++;

     }

     return TRUE;
}
/******************************************************
*文件名称:I2CReadNBytes
*输    入:unSlaveAddress 从机地址
          unReadAddress  读地址
          unNumOfBytes   
*输    出:TRUE/FALSE
*功能说明:I2C 读多个字节
*******************************************************/
BOOL I2CReadNBytes(UINT32 unSlaveAddress,
                   UINT32 unReadAddress,
                   UINT8 *pucReadByte,
                   UINT32 unNumOfBytes)

{
     UINT32 unSpareOfBytes=unNumOfBytes;

     while(unSpareOfBytes--)
     {
            if(!I2CReadByte(  unSlaveAddress,
                             unReadAddress,
                             pucReadByte))
           {
           
                  I2CMSG("I2C[ERROR]:fail to read data fail at address %d \
                                  success to read %d bytes \r\n",
                                  unReadAddress,(unNumOfBytes-unSpareOfBytes));

               return  FALSE;

           }

           unReadAddress++;
           pucReadByte++;

     }

     return TRUE;
}
/*
 ====================================================

                    中断服务函数

 ====================================================
*/
/******************************************************
*文件名称:I2CISR
*输    入:无   
*输    出:无
*功能说明:I2C 中断服务函数
*******************************************************/
void __irq I2CISR(void)
{
    UINT32 unI2CStatus;
    

    unI2CStatus   = rIICSTAT; 
    
    if(unI2CStatus & 0x8){}           //When bus arbitration is failed.
    if(unI2CStatus & 0x4){}           //When a slave address is matched with IICADD
    if(unI2CStatus & 0x2){}           //When a slave address is 0000000b
    if(unI2CStatus & 0x1){}           //When ACK isn't received

    switch(g_unI2CCurMode)
    {
       case POLLACK:
            g_unI2CCurStatus = unI2CStatus;
            break;


       case RDDATA:

           if((g_unI2CCurDataCount--)==0)
           {
               g_ucI2CDataBuf[g_unI2CCurDataOffset++] = rIICDS;
            
               rIICSTAT = 0x90;                                 //停止I2C接收状态 
               rIICCON  = g_unIICCONSave;                       //恢复I2C运行
               DelayNus(1);                                     //等待直到停止条件是有效的
                                                           
                                                                //The pending bit will not be set after issuing stop condition.
               break;    
           }      
           g_ucI2CDataBuf[g_unI2CCurDataOffset++] = rIICDS;     //The last data has to be read with no ack.

           if((g_unI2CCurDataCount)==0)
               rIICCON = 0x2f;                                  //Resumes IIC operation with NOACK.  
           else 
               rIICCON = g_unIICCONSave;                        //Resumes IIC operation with ACK
               break;

        case WRDATA:

            rIICDS = g_ucI2CDataBuf[g_unI2CCurDataOffset++];    //g_ucI2CDataBuf[0] has dummy.
            DelayNus(10);                                       //for setup time until rising edge of IICSCL
              
            rIICCON = g_unIICCONSave;                           //恢复I2C运行

            if((g_unI2CCurDataCount--)==0)
            {
                rIICSTAT = 0xd0;                                //Stop MasTx condition 
                rIICCON  = g_unIICCONSave;                      //恢复I2C运行
                DelayNus(10);                                   //Wait until stop condtion is in effect.
                                                                //The pending bit will not be set after issuing stop condition. 
            }

            break;

        case SETRDADDR:

            if((g_unI2CCurDataCount--)==0)
            {
                break; 
            }
                                                                //IIC operation is stopped because of IICCON[4]    
            rIICDS = g_ucI2CDataBuf[g_unI2CCurDataOffset++];
            DelayNus(10);                                       //For setup time until rising edge of IICSCL
            rIICCON = g_unIICCONSave;                           //恢复I2C运行
            break;

        default:
            break;      
    }

    rSRCPND = BIT_IIC;                                         //Clear pending bit
    rINTPND = BIT_IIC;
}
/*
 ====================================================

                    测试代码

 ====================================================
*/
/******************************************************
*文件名称:I2CTest
*输    入:无   
*输    出:无
*功能说明:I2C 测试代码
*******************************************************/
void I2CTest(void)
{
    UINT32 i;
    UINT8  buf[256];

    I2CMSG("\nIIC Test(Interrupt) using AT24C02\n");


    rGPEUP  |= 0xc000;                  //Pull-up disable
    rGPECON |= 0xa00000;                //GPE15:IICSDA , GPE14:IICSCL 
    rCLKCON    |= 1<<16;
    pISR_IIC = (UINT32)I2CISR;
    rINTMSK &= ~(BIT_IIC);


/*
   IIC时序太重要了，要认真设置好发送时钟和接收数据时钟
   当前PCLK = 405/6 = 67.5MHz

   IICCLK=67.5/16= 4.22MHz

   Tx Clock = 4.22/11=0.384MHz
    
*/

    g_unIICCONSave=rIICCON = (1<<7) | (0<<6) | (1<<5) | (0xa);

    rIICADD  = 0x10;                    //S3C2440 从机地址设置
    rIICSTAT = 0x10;                    //I2C总线数据输出使能(Rx/Tx)
    rIICLC   =(1<<2)|(1);                  //滤波器使能,SDA数据延时输出 
    
    I2CMSG("Write test data into AT24C02\n");


    for(i=0;i<256;i++)
    {
        buf[i]=i;
    }
    

    I2CWriteNBytes(0xA0,0,buf,256);
           
    for(i=0;i<256;i++)
        buf[i] = 0;

    I2CMSG("Read test data from AT24C02\n");
    

    I2CReadNBytes(0xA0,0,buf,256); 

    I2CMSG("Read Data Finish\r\n");

    for(i=0;i<256;i++)
    {
        I2CMSG("%d ",buf[i]);

    }

    rINTMSK |= BIT_IIC;    

}

3：显示结果

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