day07 IIC实战

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2.I2C总线
  面试题：谈谈对I2C总线的理解
  2.1.常用的硬件通信方式
        GPIO/UART/I2C/SPI/1-Wire
  2.2.I2C的定义
      7个字
      两线式
          SCL
              CPU
          SDA
              双方
              诗
          上拉电阻
      串行
          一个时钟传输1bit
          一次一字节
          高位传输
      总线
          连接多个外设
          此时此刻务必画出简要的硬件连接示意图
  2.3.看图提三个问题
      CPU如何定位到某个要访问的外设？
      CPU如何通过两根信号线和外设进行数据通信？
      SDA和SCL如何搭配使用？
      答：答案在I2C总线协议中
          I2C总线协议的细节在I2C外设的芯片手册中的时序图中
          谈I2C总线协议
      1.协议涉及的概念
        START/STOP/R/W/设备地址/读写设备地址/ACK
        此时此刻画出START和STOP时序图
        举例子说明设备地址的确认
       
      2.CPU访问I2C外设的过程
        举例子边说边画框框圈圈图说明即可
        以CPU读取MMA8653的ID为例
         
      3.SDA和SCL的配合
        四个字：低放高取
        大招：举例子画出最终的硬件操作时序图
        以CPU向HMC6352发送休眠命令0x53为例,画出波形
       
      4.挑衅：I2C出现问题,只需拿示波器抓波形,就能够
              通过波形定位问题   
 
          3.实战演练I2C总线的硬件访问操作
          面试题：谈谈对ARM裸板编程的认识
          3.1.提需求:S5P6818读取MMA8653三轴加速度传感器的ID
          并且将ID信息打印输出
          3.2.需求分析
          下位机读取MMA8653的ID并且打印输出
          3.3.掌控MMA8653的硬件信息
          粗看
          MMA8653在下位机的连接位置
          细看  
          1.看原理图
          MMA8653引脚SCL连接到S5P6818的GPIOD6/SCL2
          MMA8653引脚SDA连接到S5P6818的GPIOD7/SDA2
          此时此刻画出一个简要的硬件连接示意图,参见mma8653.bmp
 
          2.看图明确CPU核最终访问MMA8653的流程
          CPU核以软件地址指针的形式访问I2C控制器
          内部的一大堆寄存器,本质就是给I2C控制器
          发送命令
 
          I2C控制器接收到命令以后,I2C控制器硬件上
          自动操作SCL和SDA两根信号线,具体的操作
    过程严格按照MMA8653的硬件操作时序图进行：
    START->0x1D<<1|0->(ACK)->0x0D->(ACK)
->START->0x1D<<1|1->(ACK)->(0x5A)
    ->NACK->STOP   
    也就是以上时序将来I2C控制器硬件自动帮你完成
 
    CPU核最终根据时序将ID(0x5A)获取到！
 
    结论：接下来搞定I2C控制器以及内部的
    一大堆寄存器即可
              
              2.打开S5P6818芯片手册,找到I2C控制器的章节
                掌握I2C控制器的操作特性：
                2.1.S5P6818支持3路I2C总线
                    MMA8653连接到第三路
                2.2.S5P6818支持四种操作模式
                    主机发送(CPU给外设发送数据)
                    主机接收(CPU从外设接收数据)                       
                    从机发送(S5P6818作为外设的时候)
                    从机接收(S5P6818作为外设的时候)
                 
                2.3.CPU向外设发送数据操作流程P919
                    1.配置I2C控制器为发送模式
                    2.将MMA8653的设备地址写入I2CDS寄存器
                    3.将0xF0写入I2CSTAT寄存器
                      产生START信号
                      I2CDS中的数据开始向SDA数据线传输
                    4.I2CDS中的数据传输完毕,外设给CPU
                      一个ACK信号以后,也会产生一个中断信号
                      所以：判断ACK是否到来,只需判断中断信号
                            是否到来即可！  
                      5.如果CPU继续发送数据
                        CPU只需将数据再次放到I2CDS寄存器中
                       
                      6.然后清楚中断信号到来的标志bit位
                       
                      7.紧接着I2CDS寄存器的数据硬件上放到
                        SDA数据线上传输
                       
                      8.如果I2CDS寄存器中的数据发送完毕
                        外设会给CPU一个ACK信号以后,也会
                        产生一个中断信号,只需判断此中断
                        信号即可判断数据是否传输正常
                         
                      9.如果CPU要想继续发送数据
                        重复5-8步骤即可
                         
                      10.如果CPU结束数据的发送
                         向寄存器I2CSTAT写0xD0
                         清楚中断到来的标志BIT位
                         发送一个STOP信号
                          
                  2.4.CPU从外设接收数据的流程          
                      1.配置I2C控制器为接收模式
                      2.把MMA8653的设备地址写入I2CDS寄存器
                      3.向I2CSTAT寄存器写0xB0,生成START信号
                      4.I2CDS寄存器中保存的设备地址开始在SDA上传输
                      5.I2CDS寄存器中的数据发送完毕,外设
                        给CPU一个ACK信号以后,也会产生一个
                        中断信号,软件只需判断是否有中断信号
                        产生来判断数据是否发送完毕
                      6.CPU从I2CDS寄存器中获取外设发送来的数据
                      7.清楚中断标志位
                      8.硬件上SDA数据线继续将下一个新的
                        数据自动放到I2CDS寄存中
                      9.如果SDA数据线上的数据放到I2CDS结束
                        会产生一个中断信号
                        如果有中断信号产生,CPU可以继续读取数据
                      10.如果CPU要重复读取数据,只需重复5~9
                      11.如果CPU结束数据的读取
                         向I2CSTAT寄存器写0x90
                         清楚中断标志
                         产生一个STOP信号
                    
                   2.5.相关重要的寄存器信息如下：
                      I2CCON:配置寄存器
                      基地址：0xC00A6000
                      BIT[6]=1  
                               已知：PCLK=200MHz
                               I2C CLK=PCLK/256
                                       I2C CLK=200MHz/256
                      BIT[3:0]=0xF;
                              SCL：宁可慢,不能快,一块就完蛋
                              SCL=I2C CLK/(BIT[3:0]+1)
                              SCL=200MHz/256/(BIT[3:0]+1)    
                       
                      BIT[4]:
                                  当读此BIT时：
                                  =0：中断没有到来
                                  =1：中断到来
                                  
                                  当写此BIT时：
                                  =0：清除中断标志
                                  不能写1
                               
                              明确：
                              1.当数据发送完毕,会产生中断
                              2.当数据到来,会产生中断
                                                   
              BIT[5]=1 使能中断信号
               
              BIT[7]=0 不可以发送ACK信号给外设
                        =1 可以发送ACK信号给外设
                        具体时序具体操作
               
              BIT[8]
                          读此BIT位
                          =0：没有中断
                          
                          写此BIT位
                          =1:清除中断
           
          I2CSTAT：状态寄存器
          基地址：0xC00A6004
          BIT[0]=0:ACK接收到
                =1:ACK没有接收到
           
          BIT[4]=1 使能RX和TX功能
           
          BIT[5]:
                      写此BIT位：
                      =1：产生START信号
                      =0：产生STOP信号
           
          BIT[7:6]=10:CPU作为接收模式
                  =11:CPU作为发送模式
                   
        I2CDS:数据寄存器
        基地址：0xC00A600C
        BIT[7:0]:保存接收或者发送的数据
                 将来硬件上自动将寄存器中的
                 数据发送到SDA上
                 将来硬件上自动从SDA上获取数据
                 保存在BIT[7:0]
         
        I2CLR:配置寄存器
        基地址：0xC00A6010                                              
        BIT[1:0]=01 延时为5clocks(1clock=1/200MHz)                 
        BIT[2]=1 使能滤波器
         
        GPIODALTFN0:复用功能选择寄存器
        将GPIOD6配置为SCL2
        将GPIOD7配置为SDA2
         
        I2CCLKENB:I2C时钟使能寄存器P302
        基地址：0xC000B000
        BIT[3]=1 使能PCLK
         
        以上寄存器操作完毕,发现还是不行,于是与在
        S5P6818芯片手册中各种搜索"I2C"关键字
        得到一下寄存器：
        I2CIPRESET:I2C控制器复位寄存器
        基地址：0xC0012000
        BIT[22]=0 复位I2C控制器
         
5.掌控硬件信息,编写MMA8653裸板程序
  参考代码：ftp://ARM/day07/shell-mma8653v2.rar  
  实施步骤：
  mkdir /opt/arm/day07/
  cp /opt/arm/day06/1.0 /opt/arm/day07/1.0 -fr
  vim iic.h
  vim iic.c
  vim mma8653.h
  vim mma8653.c
  vim itoa.h
  vim itoa.c
  vim cmd.c
  vim Makefile 添加iic.o mma8653.o itoa.o  
  make
  下位机测试
  Shell#mmaid //获取MMA8653的ID信息
 
6.案例：添加mmaxyz命令,读取XYZ三轴方向的加速度值
        并且打印
  X方向的加速度值保存在片内寄存器：0x01和0x02
  0x01寄存器的8个bit位作为X轴方向加速度值的高8位
  0x02寄存器的bit7,bit6作为X轴方向加速度值的低2位
    
  Y方向的加速度值保存在片内寄存器：0x03和0x04  
  0x03寄存器的8个bit位作为Y轴方向加速度值的高8位
  0x04寄存器的bit7,bit6作Y轴方向加速度值的低2位
   
  Z方向的加速度值保存在片内寄存器：0x05和0x06
  0x05寄存器的8个bit位作为Z轴方向加速度值的高8位
  0x06寄存器的bit7,bit6作为Z轴方向加速度值的低2位           
   
  standby mode：省电/待机模式
  active mode：正常工作模式
   
  ubuntu系统安装sourceinsight的步骤：
  1.安装wine
    sudo apt-get install wine
  2.先用wine来安装sourceinsight
    wine Si3569Setup.exe //开始各种点击安装
    期间提示输入序列码：SN.txt文件中有
    安装最后会提示创建一个源码工程,可以创建
    也可以不创建
  3.下一次打开，只需在桌面搜索工具中输入"sourceinsight"
    即可看到sourceinsight启动图标,点击打开即可