文章目录
- 前言
- 一、IIC协议
- 二、IIC的控制
- 2.1 IIC控制相关寄存器
- 2.2 IIC控制中的特征信号
- 2.3 IIC的数据传输格式
- 2.3.1 ACK信号
- 2.3.2 数据读写操作
- 2.3.3 中止通信
- 三、 IIC编程
- 3.1 IIC编程的相关寄存器
- 3.2 IIC代码实现
- 总结
前言
本期和大家主要分享的是一种非常常见并且非常常用的的一种协议------IIC通信协议；既然能称为一种协议，那么一定是通信中人们需要去遵守的一种通信标准，接下来让我们细细来了解一下！
一、IIC协议
IIC有两条串行线，一条是专用串行数据线（SDA）,另一条是专用串行时钟线（SCL），并且这两根线都是双向的；
同步串行半双工，多主的总线协议；
二、IIC的控制
2.1 IIC控制相关寄存器
S3C2440要是想控制IIC总线，那么必须写入值到以下寄存器中：
多主控 IIC 总线控制寄存器，IICCON
多主控 IIC 总线控制/状态寄存器，IICSTAT
多主控 IIC 总线 Tx/Rx 数据移位寄存器，IICDS
多主控 IIC 总线地址寄存器，IICADD
IIC的总线框图如下：
2.2 IIC控制中的特征信号
要想合理的控制IIC总线，必须清楚几个重要的信号：
（1）当IIC总线空闲时，SCL和SDA两个串行线都为高电平；
（2）IIC总线的起始信号：SCL为高时（总线空闲），SDA由高变低的这个信号，定义其为一个起始信号（start）；
（3）IIC总线的停止信号：SCL为高时（总线使用时），SDA由低变高的这个信号，定义其为一个停止信号（stop）；
这里需要注意的是start和end只能由主机发出；当产生了stop信号后，iic总线变为空闲状态；
2.3 IIC的数据传输格式
当start信号被发送后，要想进行通信，必须指出通信目标的地址，之后再进行数据发送；发送完毕后再发送stop信号；按字节发送，高位先发 ，每8位发送必须有一个位应答；
start发送后，紧接着的1个字节允许用户写入从机地址和读写标志，这一个字节中前七位为从机地址，最后一位是读写标志（0为写标志，1为读标志）；
start + 1字节 + ack + 数据
SCL=1 前七位为从机地址
SDA=0 最后一位为读写标志
2.3.1 ACK信号
（1）为了完成一次单字节传输操作，接收器应该发送一个 ACK 位给发送器。ACK 脉冲应该发生在 SCL 线的第 9个时钟。前 8 个时钟是提供给单字节传输的。主机需要应该产生时钟脉冲来发送 ACK 位。
（2）当发送器收到 ACK 时钟脉冲时，应该通过拉高 SDA 线（stop）来释放 SDA 线。当接收器在 ACK 时钟脉冲期间也应该驱动 SDA 线为低，在第 9 个脉冲的高电平时期期间保持 SDA 为低。
（3）ACK 位发送功能可以由软件（IICSTAT）使能或禁止。然而，需要 SCL 的第 9 个时钟上的 ACK 脉冲来完成单字节的传输操作。
2.3.2 数据读写操作
（1）发送模式中当发送了数据时，在 IIC 总线数据移位（IICDS）寄存器收到新数据之前 IIC 总线接口将会一直等待。在新数据写入到寄存器之前，SCL 线将会保持为低，然后在其写入后释放。S3C2440A 应该等待中断来确定当前数据发送的完成。在 CPU 收到中断请求后，需要再次写一个新数据到 IICDS 寄存器中。
（2）接收模式中当收到了数据时，在读取 IICDS 寄存器前 IIC 接口将会一直等待。在新数据读出前，SCL 线将会保持为低，然后在其读取后释放。S3C2440A 应该等待中断来确定当前数据接收的完成。在 CPU 收到中断请求后，需要从 IICDS 寄存器中读取数据。
这里当主机发送了一个数据后并且ACK信号产生之后，SCL会变为低电平，这个时候从机可以读取数据；
2.3.3 中止通信
（1）如果从接收器不能应答从地址的确认，其应该保持 SDA 线的电平为高。这种情况中，主机应该产生一个停止条件并且中止传输。
（2）如果主机接收器受到了传输中止的影响，其应该通过取消来自从机收到的最后数据字节后 ACK（nack）的产生来指示从发送操作的结束。从发送器应该随后释放 SDA 来允许主机产生停止条件。
三、 IIC编程
3.1 IIC编程的相关寄存器
-
start stop ack noack
IICCON 第7位 1使能ack 0禁止ack
IICSTAT 第5位 写操作 1 start信号 0 stop信号 读操作 1 总线忙碌 0 总线空闲
IICSTAT 第4位 1使能电路
-
数据
IICDS发送和接收的缓存区
IICADDIIC 总线地址寄存器
-
数据操作时刻
IICCON第5位使能中断（发完8位 接够8位产生中断）
IICCON第4位 中断标志（读操作 1 产生中断 0 没有中断 写0清除中断）
IICSTAT 第0位 0 接收到ack 1没有ack -
时钟 IICCON 第6位 一级分频 第3-0位二级分频值
3.2 IIC代码实现
void iic_init()
{
GPECON &= ~(0xf<<28);
GPECON |= 0xa<<28; //设置GPE14,15为IIC功能
IICCON = (1<<7) | (1<<5) | (1<<6); //使能ack,使能中断,时钟=50M/512/1 = 97k；
IICSTAT = 1<<4; //使能输出
}
int wait_pend()
{
int cnt = 0xffff;
while (cnt--)
{
if(IICCON & (1<<4)) //标志位是否置位，置位代表发完了
{
return 0;
}
}
return -1;
}
void clear()
{
IICCON &= ~(1<<4); //清除中断标志位
}
void stop()
{
int num = 1000;
IICSTAT = 0xd0; //发送stop信号
clear();
while(num--); //电路作用需要时间
}
int iic_write(char s_addr, char d_addr, char data) //总流程是写入从机地址，写入数据地址，最后写入数据
{
int ret = -1;
IICDS = s_addr<<1; //写入从机地址和写标志(最后一位是写标志)
IICSTAT = 0xf0; //发送start信号
if(wait_pend() < 0) //(如果中断标志位置位)判断发送完毕
{
stop();
return ret; //没发完，发的有问题
}
if(IICSTAT & 1) //没有收到ack
{
stop();
return ret;
} //上面两个if的作用是条件不成立时退出
IICDS = d_addr;
clear(); //开始发送数据地址
if(wait_pend() < 0) //判断发送完毕
{
stop();
return ret;
}
if(IICSTAT & 1) //有没有收到ack
{
stop();
return ret;
} //上面两个if的作用是条件不成立时退出
IICDS = data;
clear(); //开始发送数据
if(wait_pend() < 0) //判断发送完毕
{
stop();
return ret;
}
if(IICSTAT & 1) //有没有收到ack
{
stop();
return ret;
} //上面两个if的作用是条件不成立时退出
stop();
ret = 0;
return ret;
}
int iic_read(char s_addr, char d_addr, char *data)
{
int ret = -1;
IICDS = s_addr<<1; //写入从机地址和写标志(最后一位是写标志)
IICSTAT = 0xf0; //发送start信号
if(wait_pend() < 0) //判断发送完毕
{
stop();
return ret;
}
if(IICSTAT & 1) //没有收到ack
{
stop();
return ret;
} //上面两个if的作用是条件不成立时退出
IICDS = d_addr;
clear(); //开始发送数据地址
if(wait_pend() < 0) //判断发送完毕
{
stop();
return ret;
}
if(IICSTAT & 1) //没有收到ack
{
stop();
return ret;
}
stop(); //发送start信号的stop(一个start一个stop)
IICDS = (s_addr<<1) | 1; //写入从机地址和读标志(最后一位是写标志)
IICSTAT = 0xb0; //发送start信号
if(wait_pend() < 0) //判断发送完毕
{
stop();
return ret;
}
if(IICSTAT & 1) //没有收到ack
{
stop();
return ret;
}
IICCON &= ~(1<<7); //禁止ack
clear(); //清除标志位，也就是开始接收
if(wait_pend() < 0) //判断是否接收完毕
{
stop();
return ret;
}
*data = IICDS; //一个字节收到
stop();
ret = 0;
return ret;
}
测试代码：
void main(void)
{
uart_init();
iic_init();
uprintf("ni hao pc!\r\n");
// while(iic_write(0x50, 0x23, 0x45) < 0); //返回值为0跳出循环，写入成功
while(iic_read(0x50, 0x23, &info) < 0);
uprintf("info = %c\r\n", info);
while(1)
{
}
}
总结
本期和大家分享的是IIC协议以及IIC编程，将数据写入板载的EEPROM中，再从EEPROM中读出来，实现一个IIC协议的demo，希望通过这个demo各位小伙伴们能够掌握IIC通信的全过程。个人观点：S3C2440中的IIC机制相对比较完善，如果想要更深一步学习IIC，大家可以使用IO口模拟IIC，以此提升自己对IIC协议的理解！最后，各位小伙伴们如果喜欢我的分享可以点赞收藏哦，你们的认可是我创作的动力，一起加油！
