gec210 i2c程序io模拟方式实现

来源：互联网发布：李涛疯狂淘宝上市编辑：程序博客网时间：2024/05/16 14:18

开发环境：ubuntu arm-linux-gcc4.4.1

开发板： GEC210开发板

原理图

i2c芯片：FM24CL04

与cpu的连接，GPD1的0,1号引脚。0号引脚对应SDA功能，1号引脚对应SCL引脚

实现：

io方式模拟i2c通信，没有使用i2c控制器

需要使用io引脚输出高低电平模拟i2c信号

或者需要改变为输入模式服务数据

//宏定义

#define GPD1DAT (*(volatile unsigned long*)0xe02000c4)

#define GPD1CON (*(volatile unsigned long*)0xe02000c0)
#define UTXH0 (*(volatile unsigned char*)0xe2900020)
#define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long*)0xe2900010)

//函数声明

void sda_set(unsigned char x);
void scl_set(unsigned char x);
void delay(int n);
void i2c_start(void);
void i2c_stop(void);
void sda_input(void);
void sda_output(void);
void scl_output(void);
unsigned char read_sda(void);
unsigned char wait_ack(void);
void send_ack(unsigned char ack);
unsigned char data_read(unsigned char ack_flag);
unsigned char data_write(unsigned char buf);
unsigned char data_write_buf(unsigned short addr,unsigned char*buf,int len);
unsigned char rand_read_buf(unsigned short addr,unsigned char*buf,int len);
void print_hex(int n);
void print_string(char *);

//测试程序
void i2c_main(void)
{
   unsigned char buf[32];
   int i;

   sda_output();
   scl_output();

   print_string("2017\n\r");
    for(i=0;i<32;i++)
    {
        buf[i] = i + 0x20;
    }

    data_write_buf(0x0,buf,30);   //向0地址写入30个值

    rand_read_buf(10,buf,20);     //从10地址读取20个值

    for(i=0;i<20;i++)
    {
        print_hex(buf[i]);
    }
    print_string("i2c io test over\n\r");
   return;
}

//SDA输出高或低电平
//参数 x非0时输出高电平，x为0时输出低电平
void sda_set(unsigned char x)
{
   if(x)
   {
       GPD1DAT |= 1;    //输出高电平
   }
   else
   {
       GPD1DAT &= ~1;   //输出低电平
   }
}

//SCL信号输出高电平或低电平
//参数 x非0时输出高电平，x为0时输出低电平
void scl_set(unsigned char x)
{
   if(x)
   {
       GPD1DAT |= 1<<1;      //输出高电平
   }
   else
   {
       GPD1DAT &= ~(1<<1);    //输出低电平
   }
}

//延时函数
void delay(int n)
{
   n = 100*n;
   while(n--);     //直到n减为0
}

//i2c的开始时序
//在SCL为高电平时，SDA由高变为低电平
//尽量保证所有的函数进入时SCL为0，函数返回时SCL也为低
void i2c_start(void)
{
   scl_set(0);      //SCL = 0
   sda_set(1);      //SDA = 1
   scl_set(1);      //SCL = 1
   delay(1);
   sda_set(0);   //SDA = 0
   delay(1);
   scl_set(0);      //SCL = 0
}

//i2c的停止时序
//在SCL为高电平时，SDA由低变为高电平
//最后进入空闲状态，SCL和SDA都保持为高电平
void i2c_stop(void)
{
   scl_set(0);      //SCL = 0
   sda_set(0);      //SDA = 0;
   scl_set(1);      //SCL = 1;
   delay(1);
   sda_set(1);      //SDA = 1
   scl_set(1);      //SCL = 1
}

//SDA切换为输入模式
//在接收数据或接收应答的时候
//SDA为GPD1 io引脚的0号引脚
void sda_input(void)
{
   GPD1CON &= ~0xf;   //输入模式
}

//SDA切换为输入模式
//在发送数据的时候
//SDA为GPD1 io引脚的0号引脚
void sda_output(void)
{
   GPD1CON &= ~0xf;
   GPD1CON |= 1;   //输出模式
}

//SCL作为主机模式的时候，只需要设置为输出模式
//SCL为GPD1 io引脚的1号引脚
void scl_output(void)
{
   GPD1CON &= ~0xf0;
   GPD1CON |= 1<<4;   //输出模式
}

//在输入模式时，读取SDA引脚的信号
//只需要最低位，因为最低位才是SDA引脚的对应信号
unsigned char read_sda(void)
{
   return GPD1DAT & 1;
}

//主机读取从机发回的应答信号
//
unsigned char wait_ack(void)
{
   unsigned char tmp;
   scl_set(0);      //SCL = 0;
   sda_set(1);   //SDA = 1   ，释放SDA总线
   sda_input(); //SDA切换为输入模式
   delay(1);
   scl_set(1);      //SCL = 1;
   delay(1);
   tmp = read_sda(); //读取SDA信号

   scl_set(0);
   delay(1);
   sda_output(); //SDA切换为输出模式
   return tmp;
}

//主机发送应答信号
//参数ack为0时表示需要应答，为1时不应答
//ack是一个时序过程，就是数据发完的第9位，不管主机要不要发送应答
//这个第9位的时序都要出现在8个数据位之后
void send_ack(unsigned char ack)
{
   scl_set(0);      //SCL = 0;
   delay(1);
   sda_set(ack & 1);   //SDA = 0;
   delay(1);
   scl_set(1);
   delay(3);
   scl_set(0);
}

//写8bits数据时序
unsigned char data_write(unsigned char buf)
{
   unsigned char i;
   scl_set(0);      //SCL = 0;
   delay(1);
   for(i=0;i<8;i++)
   {
       sda_set((buf>>(7-i)) & 1);
       delay(1);
       scl_set(1);   //SCL = 1;
       delay(5);
       scl_set(0);      //SCL = 0;
       delay(1);
   }
   return wait_ack(); //应答时序
}

//当前地址读操作
//fm24cl04读取数据的操作，当前地址的话，重新上电后的当前地址为0
//所以调试的时候注意以下，尽量断电重启
unsigned char data_read(unsigned char ack_flag)
{
   unsigned char i;
   unsigned char buf = 0;

   scl_set(0);      //SCL = 0;
   sda_input(); //sda输入模式
   delay(1);
   for(i=0;i<8;i++)
   {
       buf<<=1;
       scl_set(1);      //SCL = 1;
       delay(1);
       buf |= read_sda();
//       delay(1);
       scl_set(0);      //SCL = 0;
       delay(1);
   }

   sda_output(); //sda输出模式
   send_ack(ack_flag);   //发送应答

   return buf; //返回收到的数据
}

void i2c_read_buf(unsigned char page,unsigned char*buf,int len)
{
   int i;
   i2c_start();    //起始信号
   while(data_write(0xa1 | (page<<1)) != 0);   //设备地址，读操作,页选择

   for(i=0;i<len;i++)
   {
       buf[i] = data_read(i==len-1); //只有i=9才传入1，其他情况为0
   }
   i2c_stop();
   return;
}

//写操作
//fm24cl04写数据的操作
unsigned char data_write_buf(unsigned short addr,unsigned char*buf,int len)
{
    int i;
    unsigned char page = addr>>8;   //第9位为fm24cl04的页选择
   i2c_start();    //起始信号
   while(data_write(0xa0 | (page << 1)) != 0);   //设备地址，写操作

   data_write(addr & 0xff);   //发送空间地址

    if(len == 0)   //为随机读创造时序，参看随机读函数
    {
        return;
    }

   for(i=0;i<len;i++)
   {
        data_write(buf[i]); //写入数据
   }
   i2c_stop();
}

//随机读函数操作，与当前地址读的差异
//fm24cl04写数据的操作
unsigned char rand_read_buf(unsigned short addr,unsigned char*buf,int len)
{
    data_write_buf(addr,buf,0);
    i2c_read_buf(addr>>8,buf,len);
}

/*******************************************************************************************/
/*
分割线
以下为串口打印函数，不完整。但是使用uboot的换是可以使用的。
暂时不做详细介绍

*/

void uart0_send_byte(unsigned char buf)
{
   while((UTRSTAT0 & (1<<2)) == 0); //靠靠靠靠靠靠靠靠
   UTXH0 = buf;
}

void print_string(char*str)
{
   while(*str)
   {
       uart0_send_byte(*str++);
   }
}

void print_hex(int n)
{
   unsigned char arr[8];
   unsigned char i;
   unsigned char tmp;

   for(i=0;i<8;i++)
   {
       tmp = n & 0xf;   //靠靠靠靠4靠靠靠?6靠靠靠靠靠靠靠
       if(tmp > 9)
       {
           arr[i] = tmp + 'a' - 10;   //靠靠靠ASCII?
       }
       else
       {
           arr[i] = tmp + '0';
       }
       n >>= 4;
   }
   print_string("0x");

   for(i=0;i<8;i++)
   {
       uart0_send_byte(arr[7-i]);
   }
   print_string("\n\r");
}

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0 0