【linux-IMX6ULL-RTC-IIC-SPI配置思路】

news2024/11/23 21:34:27

目录

  • 1. RTC简介
    • 1.1 IMX6ULL中的RTC
    • 1.2 SNVS_LP中的SRTC配置流程
    • 1.3 程序实现
  • 2. IIC通信协议
    • 2.1 IIC基础
    • 2.2 IIC通信协议
      • 2.2.1 IIC写时序
      • 2.2.2 IIC读时序
  • 3. IIC通信的硬件框图及配置流程
    • 3.1 IMX6ULL的硬件IIC框图
    • 3.1 IIC配置流程
    • 3.2 硬件IIC代码实现
  • 4. SPI通信
    • 4.1 SPI通信基础
    • 4.1 SPI通信时序
    • 4.3 硬件SPI通信模式
    • 4.3 硬件SPI配置流程
    • 4.4 硬件SPI代码实现

1. RTC简介

  RTC（Real-Time Clock）即实时时钟，本质上也属于定时器的一种，不过这个定时器是在单片机断电后，利用外部电源例如纽扣电池，依然能正常运行，其功耗较低，一般由晶体振荡器产生，常见的是32.768khz的晶振，因为这个晶振经过2^15分频后就能得到一个1HZ的时钟信号，也就是1s;其他的详细功能这里就不再赘述；

1.1 IMX6ULL中的RTC

  RTC在IMX6ULL中称为："SNVS"：安全的非易失性存储，在有纽扣电池作为后备电源的情况下，不管系统主电源是否断电，SNVS 都正常运行；其RTC的初始时间是：1970-01-01T00:00:00Z
  注意事项1在IMX6ULL中使用RTC：我们要实现的是掉电依然能保持RTC的运行，所以我们使用的是下图的SNVS_LP中的RTC也叫SRTC，而对于SNVS_HP中的RTC我们不进行使用，因为其掉电后数据时间就会清零；因此剩下的配置思路就是和普通定时器类似：
  注意事项2：不要被寄存器手册误导
  ①、SRTC 计数器是 32 位的，不是 47 位！
  ②、SNVS_SRTCMR 的 bit14:0 这 15 位是 SRTC 计数器的高 15 位。
  ③、SNVS_SRTCLR 的 bit31:bit15 这 17 位是 SRTC 计数器的低 17 位;

1.2 SNVS_LP中的SRTC配置流程

  上述已经讲述使用SRTC的原因，其配置思路如下：

  1. 关闭RTC时钟
  2. 写入新的时间值：年月日时分秒
  3. 使能RTC时钟

1.3 程序实现

/*时间设置函数*/
void rtc_setdatetime(struct rtc_datetime *datetime)
{
    uint64_t seconds =0 ;
    /*这里先保存时钟值，方便后序的修改*/
    unsigned int tmp = SNVS->LPCR;
    /*设置之前要先关闭时钟*/
    rtc_disenable();
    seconds=rtc_coverdate_to_seconds(datetime);/*得到秒数,年月日转换成秒数*/
    SNVS->LPSRTCMR = (unsigned int)(seconds>>17);/*保存高32位*/
    SNVS->LPSRTCLR = (unsigned int)(seconds<<15);/*把高位都清零，保存低32位*/
    if(tmp&(0x01))/*判断以前是否打开了RTC，如果相等代表是已经打开了RTC，则进行处理*/
    {
        rtc_enable();
    }
}
/*rtc初始化函数*/
/*默认上电运行是1970年1月1日的零时零点，所以要进行配置他的时间*/
void rtc_init(void)
{
    /*首先设置的是HPCOMR寄存器*/
    struct rtc_datetime rtcData;/*定义一个结构体变量*/
    SNVS->HPCOMR |= (1<<31)|(1<<8);/*关闭安全模式，向所有软件开放*/
    rtcData.year=2024;
    rtcData.month=5;
    rtcData.day=10;
    rtcData.hour=10;
    rtcData.minute=15;
    rtcData.second=30;
    rtc_setdatetime(&rtcData);
    /*开启RTC时钟*/
    rtc_enable();
}

2. IIC通信协议

2.1 IIC基础

  IIC是串行同步半双工的通信方式，适合短距离的板内通信，最大速率约400Khz，可调整上拉电阻R的值来提高通信速率，R值一般取4.7K或者2.2K，需要两根线SDA数据线和SCL时钟线，可挂载多个设置，但是同一时间只能有一个设备进行通信；

2.2 IIC通信协议

  根据通信协议可以直观的了解到IIC通信的过程，其基本包括两部分，一部分是读的时序，一部分是写的时序；同时要了解一下通信的基本术语：

  • 起始位：就是告诉挂载的设置我要开始发送或者接受信息了，一般就是在SCL高电平的时候SDA来个下降沿信号就代表起始位
  • 数据传输：包含地址信息，与那个设备通信，数据信息等
  • 应答信号：ACK,应答信号就是代表对于任务完成
  • 停止位：与起始位相反，代表通信结束

2.2.1 IIC写时序

  对于写时序，其时序图如下：注意的几个点就是SDA的所有bit信号只有在SCL是高电平期间是有效的；其次就发送的命令顺序：
  start->ID&W->ACK->R_Adress->ACK->DATA->ACK->STOP

2.2.2 IIC读时序

  对于读时序，我们要注意的是主机发送地址码找到要读取的位置，然后发送写的命令，把要读取的寄存器的地址写给从设备，然后再发送从机的地址并附上读的命令，这时候从机就会从对应的寄存器地址取出内容发送给主机，其时序图如下所示，基本和写是类似的，相比写时序而言，就是后面加了一个读的时序；

在这里插入图片描述

3. IIC通信的硬件框图及配置流程

  对于IIC通信有硬件IIC和软件模拟的IIC，本质都是产生上述的IIC通信时序，对于IMX6ULL而言，有4个硬件IIC，因此这里主要是针对硬件IIC进行配置，大体上就是开启IIC外设时钟，然后配置控制寄存器。和使能相关的位，最后就是封装一个读寄存器和写寄存器的函数；

3.1 IMX6ULL的硬件IIC框图

  对于IMX6ULL的硬件IIC的特性如下所示：有标准模式100Khz和高速模式400Khz两种模式；
  ①、与标准 I2C 总线兼容。
  ②、多主机运行
  ③、软件可编程的 64 中不同的串行时钟序列。
  ④、软件可选择的应答位。
  ⑤、开始/结束信号生成和检测。
  ⑥、重复开始信号生成。
  ⑦、确认位生成。
  ⑧、总线忙检测
  对于IMX6ULL的硬件IIC的框图如下：

3.1 IIC配置流程

  这里主要是针对IMX6ULL的硬件IIC的配置流程，如下：

  1. IIC初始化:包括关闭IIC，设置好分频系数、开启IIC；
  2. IIC的读程序编写：包括发送起始信号，假读，判断是否忙，然后清除标志位，设置接受数据集，对于IMX6ULL而言倒数第二个字节要发送停止ACK的信号，因此如果是要读取一个字节的数据，那么就要读完就立刻发送应答位，对于多个字节的读取，每次都要判断是否忙和清除标志位，并在倒数第二个字节发送应答信号表示读取结束，最后发送停止信号；
  3. IIC的写程序的编写：也是和读类似，发送起始信号，首先判断是否忙，然后清除标志位，后面就是发送数据，每次发送一个字节的数据都要判断是否忙和仲裁检测发送应答位ACK，最后就是清除状态标志位和发送停止位；

3.2 硬件IIC代码实现

/*配置IIC前要关闭IIC*/
/*基础知识点*/
/*初始化IIC,通过输入参数可以直接确定输入的IIC模式*/
void i2c_init(I2C_Type *base)
{
    /*关闭IIC*/
    base->I2CR &= ~(1<<7);
    /*设置频率*/
    base->IFDR=0x15;/*640分频：66000000/640=103.125kHZ*/
    /*打开IIC,使能IIC*/
    base->I2CR|=(1<<7);
}
/* start 信号的产生及从机地址的发送*/
unsigned char i2c_master_start(I2C_Type *base,unsigned char address,enum i2c_direction direction)
{
    if(base->I2SR&(1<<5))/*为真的话就是IIC忙*/
    {
        return 1;/*代表忙*/
    }
    /*设置为主机模式*/
    base->I2CR |= (1<<5)|(1<<4);
    /*产生Start信号*/
     base->I2DR =((unsigned int)address<<1)|(direction==kI2C_Read?1:0);/*为1的话就是读，为0的话就是写*/
     return 0;
}
/*STOP的信号*/
unsigned char i2c_master_stop(I2C_Type *base)
{
    unsigned short timeout = 0xffff;
    /*清除I2CR的bit5：3*/
    base->I2CR &= ~((1<<5)|(1<<4)|(1<<3));
    /*等待I2C忙结束*/
    while((base->I2SR&(1<<5)))/*为1的话就是一直忙*/
    {
        timeout--;
        if(timeout==0)/*超时跳出*/
        {
            return I2C_STATUS_TIMEOUT;
        }
    }
    return I2C_STATUS_OK;/*停止信号产生成功*/
}
/*重复发送信号*/
unsigned char i2c_master_repeate_start(I2C_Type *base,unsigned char address,enum i2c_direction direction)
{
    /*检测一下IIC是否忙，或者工作在从机模式下*/
    if((base->I2SR*(1<<5)) && (((base->I2CR)&(1<<5)) == 0))
    {
        return 1;
    }
    /*设置寄存器*/
    base->I2CR |= (1<<4)|(1<<2);
    /*把器件地址发送过去*/
    base->I2DR =((unsigned int)address<<1)|(direction==kI2C_Read?1:0);/*为1的话就是读，为0的话就是写*/

    return I2C_STATUS_OK;
}
//错误点1，位移不对,base->I2CR |= (1 << 7);	这里写成了：base->I2CR |= (1 << 4);
unsigned char i2c_check_and_clear_error(I2C_Type *base, unsigned int status)
{
	/* 检查是否发生仲裁丢失错误 */
	if(status & (1<<4))
	{
		base->I2SR &= ~(1<<4);		/* 清除仲裁丢失错误位 			*/
		base->I2CR &= ~(1 << 7);	/* 先关闭I2C 				*/
		base->I2CR |= (1 << 7);		/* 重新打开I2C 				*/
		return I2C_STATUS_ARBITRATIONLOST;
	} 
	else if(status & (1 << 0))     	/* 没有接收到从机的应答信号 */
	{
		return I2C_STATUS_NAK;		/* 返回NAK(No acknowledge) */
	}
	return I2C_STATUS_OK;
}
/*主机对从机进行数据的写入*/
void i2c_master_write(I2C_Type *base,const unsigned char *buff,unsigned int size)
{
    /*等待上一个发送完成*/
    while(!(base->I2SR&(1<<7)));
    /*清除中断*/
    base->I2SR &= ~(1<<1);
    /*发送数据*/
    base->I2CR |= (1<<4);
    while(size--)
    {
        base->I2DR = *buff++;
        while(!(base->I2SR &(1<<1)));/*等待数据传输完成*/
        base->I2SR &= ~(1<<1);
        /*检测ACK*/
        if(i2c_check_and_clear_error(base,base->I2SR))
        {
            break;
        }
    }
    base->I2SR &= ~(1<<1);
    i2c_master_stop(base);
}
/*读数据*/
void i2c_master_read(I2C_Type *base,unsigned char *buff,unsigned int size)
{
    /*问题程序*/
    volatile uint8_t dumpy = 0;/*假读*/
    dumpy++;
    /*等待传输完成*/
    while(!((base->I2SR)&(1<<7)));
    /*清除标志位*/
    base->I2SR &= ~(1<<1);
    /*接受数据*/
    base->I2CR &= ~((1<<4)|(1<<3));
    if(size == 1)
    {
        base->I2CR |= (1<<3);/*NACK;倒数第二个数据要发一个不要应答了的信号*/
    }
    dumpy=base->I2DR;/*假读*/
    while(size--)
    {
        while(!(base->I2SR&(1<<1)));/*等待传输完成*/
        base->I2SR &= ~(1<<1);      /*清除标志位*/

        if(size==0)
        {
            i2c_master_stop(base);
        }
        if(size==1)
        {
            base->I2CR |= (1<<3);/*NACK;倒数第二个要给个应答*/
        }
        *buff++=base->I2DR;
    }
}
unsigned char i2c_master_transfer(I2C_Type *base, struct i2c_transfer *xfer)
{
	unsigned char ret = 0;
	enum i2c_direction direction = xfer->direction;	
	base->I2SR &= ~((1 << 1) | (1 << 4));			/* 清除标志位 */
	/* 等待传输完成 */
	while(!((base->I2SR >> 7) & 0X1)){}; 
	/* 如果是读的话，要先发送寄存器地址，所以要先将方向改为写 */
    if ((xfer->subaddressSize > 0) && (xfer->direction == kI2C_Read))
    {
        direction = kI2C_Write;
    }
	ret = i2c_master_start(base, xfer->slaveAddress, direction); /* 发送开始信号 */
    if(ret)
    {	
		return ret;
	}
	while(!(base->I2SR & (1 << 1))){};			/* 等待传输完成 */
    ret = i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR);	/* 检查是否出现传输错误 */
    if(ret)
    {
      	i2c_master_stop(base); 						/* 发送出错，发送停止信号 */
        return ret;
    }
    /* 发送寄存器地址 */
    if(xfer->subaddressSize)
    {
        do
        {
			base->I2SR &= ~(1 << 1);			/* 清除标志位 */
            xfer->subaddressSize--;				/* 地址长度减一 */
            base->I2DR =  ((xfer->subaddress) >> (8 * xfer->subaddressSize)); //向I2DR寄存器写入子地址
			while(!(base->I2SR & (1 << 1)));  	/* 等待传输完成 */
            /* 检查是否有错误发生 */
            ret = i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR);
            if(ret)
            {
             	i2c_master_stop(base); 				/* 发送停止信号 */
             	return ret;
            }  
        } while ((xfer->subaddressSize > 0) && (ret == I2C_STATUS_OK));

        if(xfer->direction == kI2C_Read) 		/* 读取数据 */
        {
            base->I2SR &= ~(1 << 1);			/* 清除中断挂起位 */
            i2c_master_repeate_start(base, xfer->slaveAddress, kI2C_Read); /* 发送重复开始信号和从机地址 */
    		while(!(base->I2SR & (1 << 1))){};/* 等待传输完成 */
            /* 检查是否有错误发生 */
			ret = i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR);
            if(ret)
            {
             	ret = I2C_STATUS_ADDRNAK;
                i2c_master_stop(base); 		/* 发送停止信号 */
                return ret;  
            }   	          
        }
    }	
    /* 发送数据 */
    if ((xfer->direction == kI2C_Write) && (xfer->dataSize > 0))
    {
    	i2c_master_write(base, xfer->data, xfer->dataSize);
	}

    /* 读取数据 */
    if ((xfer->direction == kI2C_Read) && (xfer->dataSize > 0))
    {
       	i2c_master_read(base, xfer->data, xfer->dataSize);
	}
	return 0;	
}

4. SPI通信

4.1 SPI通信基础

&emps; SPI通信相对于IIC而言，其通信速率可达几百MH在，因此其再通信速率上的优势是很大的，对于SPI而言其是串行同步全双工的通信方式，其有四根线进行通信，MOSI，MISO，SCL，CS，这四根线；如下图所示：

  术语解释，如下：

  • CS:片选信号，用来和哪个数据进行通信时进行拉低就行
  • MISO：也称为：SDI，主机设备接受数据，从机设备发送数据
  • MOSI：也称为：SDO，主机设备发送数据，从机设备接受数据
  • SCLK：时钟信号，固定频率

  SPI的通信模式一般有四种模式，根据选择时钟极性（CPOL）和相位极性(CPHA)的不同，可以有四种组合，时序如下：我们常用的是CPOL=0，CPHA=0这种模式。

4.1 SPI通信时序

  如同UART，IIC有自己的通信协议，对于SPI而言也有自己的通信协议，这个通信协议的实现方式有硬件实现也有软件时间，具体的实现可以根据需求来定，其SPI的通信时序如下：

  可以看出其通信的时序非常简单，也就是片选拉低，开始通信，根据时钟极性和相位极性对MOSI和MISO的数据进行读取，这里CPOL=CPHA=0，因此是再时钟的上升沿对数据进行读取，根据上述的时序图可以很好的看出来；

4.3 硬件SPI通信模式

  对于IMX6ULL而言，其有硬件SPI，但是片选信号我们可以用自定义的引脚进行拉低实现，也就是片选引脚初始化位GPIO的模式，不采用硬件模式，硬件只负责产生时钟信号和接受发送数据；对于6ULL而言其内部的SPI称为：ECSPI(Enhanced Configurable Serial Peripheral Interface)，其实和实际的SPI基本是一样的；ECSPI 有 64*32 个接收FIFO(RXFIFO)和 64*32 个发送 FIFO(TXFIFO)，ECSPI 特性如下：

  ①、全双工同步串行接口。
  ②、可配置的主/从模式。
  ③、四个片选信号，支持多从机。
  ④、发送和接收都有一个 32x64 的 FIFO。
  ⑤、片选信号 SS/CS，时钟信号 SCLK 极性可配置。
  ⑥、支持 DMA。

4.3 硬件SPI配置流程

  SPI的通信是非常简答的，因此对于硬件SPI的配置也比较简单，主要就是要配置其SPI的时钟源，其次就是配置SPI相关的控制寄存器，例如配置好时钟极性，设置好分频系数，对SPI通信进行使能等，另外就是对SPI数据的接受和发送，这个功能是在一个函数中同时完成的，因为SPI是全双工的通信方式，在接受数据的同时也可以发送数据；注意在接受数据时要选好通道并判忙，例如线上有数据时才能进行数据的接受，不然接受的数据就是错误的，因此要进行提前的判断

  1. 初始化时钟源
  2. 配置好SPI控制寄存器
  3. 设置分频系数并使能SPI
  4. 读取和发送寄存器的控制

4.4 硬件SPI代码实现

  其代码实现如下：可以看到代码是非常简短的，相比于IIC通信而言，而且其通信的速率也是非常快的；

#include "bsp_spi.h"
/*初始化*/
void spi_init(ECSPI_Type *base)
{
    base->CONREG = 0;/*清零*/
    base->CONREG |= (1<<0)|(1<<3)|(1<<4)|(7<<20);/*设置4个位*/
    base->CONFIGREG = 0;/*清零*/
    base->PERIODREG = 0x2000;
    /*设置SPI的时钟*/
    base->CONREG &= ~((0xf<<12)|(0xf << 8));
    base->CONREG |= (9<<12);/*一级10分频：get ：6Mhz*/

}
/*SPI Sent And Receive Function*/
unsigned  char spich0_read_write_byte(ECSPI_Type *base,unsigned char txdata)
{
    uint32_t spirxdata = 0;
    uint32_t spitxdata = txdata;
    /*选择通道0，base*/
    base->CONREG &= ~(3<<18);
    base->CONREG |= (0<<18);
    /*数据发送*/
    while((base->STATREG & (1<<0))==0);
    base->TXDATA=spitxdata;
    /*数据接收*/
    while((base->STATREG & (1<<3))== 0);
    spirxdata = base->RXDATA;
    return spirxdata;
}

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安装 windows系统kafka小白入门篇——下载安装&#xff0c;环境配置&#xff0c;入门代码书写&#xff08;推荐&#xff09; kafka在windows下安装和使用入门教程 问题1 参考链接 运行kafka集成的zookeeper时&#xff0c;命令&#xff1a;bin\windows\zookeeper-server-star…
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2.1 软件工程

2.1 软件工程

第2章 信息技术知识 2.1 软件工程 现状&#xff1a; 开发软件的规模越来越大复杂度越来越高用户需求并不十分明确缺乏软件开发方法和工具方面的有效支持 软件成本日益增长、开发进度难以控制、软件质量无法保证、软件维护困难等问题日益突出。人们开始用工程的方法进行软件…
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Codeforces Round 941 (Div. 2)（A,B,C,D,E）

Codeforces Round 941 (Div. 2)（A,B,C,D,E）

比赛链接 这场难度不高&#xff0c;基本没考算法&#xff0c;全是思维题。B是推结论&#xff0c;C是博弈&#xff0c;D是构造&#xff0c;需要对二进制有一定理解&#xff0c;E是思维题&#xff0c;2300分的暴力和模拟。 A. Card Exchange 题意&#xff1a; 您有 n n n 张牌…
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纯血鸿蒙APP实战开发——一镜到底“页面转场”动画

纯血鸿蒙APP实战开发——一镜到底“页面转场”动画

介绍 本方案做的是页面点击卡片跳转到详情预览的转场动画效果 效果图预览 使用说明 点击首页卡片跳转到详情页&#xff0c;再点击进入路由页面按钮&#xff0c;进入新的路由页面 实现思路 首页使用了一种视觉上看起来像是组件的转场动画&#xff0c;这种转场动画通常是通过…
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WordPress 管理员密码重置方法汇总

WordPress 管理员密码重置方法汇总

最近明月碰到一个 WordPress 站长求助咨询&#xff0c;说是自己 WordPress 站点的管理员密码被恶意篡改了&#xff0c;对 WordPress 了解的都知道这一般都是恶意代码造成的&#xff0c;问题大多出在使用了所谓的破解版、去授权版的插件或者主题被植入了恶意代码、后门木马。明月…
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K8S安装并搭建集群

K8S安装并搭建集群

1. 先给每台机器安装docker环境 卸载旧的docker yum remove docker \docker-client \docker-client-latest \docker-common \docker-latest \docker-latest-logrotate \docker-logrotate \docker-engine 配置docker的yum库 yum install -y yum-utilsyum-config-manager --a…
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miniconda环境管理器安装及jupyter下载

miniconda环境管理器安装及jupyter下载

1.miniconda简介 Miniconda是一款小巧的python环境管理工具&#xff0c;安装包大约只有50M多点&#xff0c;其安装程序中包含conda软件包管理器和Python。一旦安装了Miniconda&#xff0c;就可以使用conda命令安装任何其他软件工具包并创建环境等。 2.下载miniconda 查看需要的…
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大模型时代下两种few shot高效文本分类方法

大模型时代下两种few shot高效文本分类方法

介绍近年(2022、2024)大语言模型盛行下的两篇文本分类相关的论文&#xff0c;适用场景为few shot。两种方法分别是setfit和fastfit&#xff0c;都提供了python的包使用方便。 论文1&#xff1a;Efficient Few-Shot Learning Without Prompts 题目&#xff1a;无需提示的高效少…
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找不到msvcp100.dll，无法继续执行代码的问题详细解析

找不到msvcp100.dll，无法继续执行代码的问题详细解析

当您在运行某个程序或游戏时遇到提示“找不到msvcp100.dll&#xff0c;无法继续执行代码”&#xff0c;这通常意味着系统中缺失了一个重要的动态链接库文件&#xff0c;从而导致应用程序无法正常启动。为了解决这个问题&#xff0c;本文将介绍5种常见的解决方法&#xff0c;帮助…
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