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I2C之知(六)--s3c2440用I2C接口訪問EEPROM

作者： 時間：2016-11-09 來源：網(wǎng)絡 收藏
在前面閱讀理解了I2C的官方協(xié)議文檔后,就拿s3c2440和EEPROM來驗證一下.

本來是想用s3c2440的SDA和SCL管腳復用為GPIO來模擬的,但在沒有示波器的情況下搞了一周,怎么都出不來,最后還是放棄了.甚至參考了linux下i2c-algo-bit.c和i2c-gpio.c,依然沒調(diào)出來.如果有示波器,可能很快就能找到原因,現(xiàn)在完全不知道問題出在哪里.其實想用GPIO模擬I2C的目的很簡單,以一種簡單而又深刻的方式來理解I2C.

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201611/317580.htm

既然這條路暫時沒法走,退而求其次,用s3c2440的I2C接口來訪問EEPROM,只要按照datasheet的來做,基本上不用考慮時序咯.

從s3c2440和AT24C02A的datasheet開始:

s3c2440的介紹其實很簡單,IIC-bus接口有四種操作模式:

Master transmitter mode
Master receive mode
Slave transmitter mode
Slave receive mode

但實際上,我們只會用到M-Tx和M-Rx,因為在s3c2440和EEPROM的連接中,沒辦法將s3c2440當作slave.

然后s3c2440的datasheet從I2C的協(xié)議文檔上copy了一些內(nèi)容:開始終止條件數(shù)據(jù)傳輸格式ACK讀寫操作總線仲裁終止條件等.這些還是看I2C的協(xié)議文檔比較好.

I2C-BUS的配置:

為了控制SCL的頻率,IICCON中可以控制一個4bit的分頻器.IICADD寄存器用來保存IIC-Bus的接口地址,這個實際也無需用,只有訪問從設備時才需要地址.而這里s3c2440是主設備.

在每次IIC Tx/Rx操作前,都要做下面的操作:

如果需要的話,寫從地址到IICADD

設置IICCON寄存器(使能中斷,定義SCL的周期)

設置IICSTAT來使能串行輸出

然后就是M-Tx和M-Rx操作模式的流程圖,后面的代碼就是嚴格按照這個圖來的.這里就不截圖了.

寄存器的說明大概如下:

#define rIICCON (*(volatile unsigned *)0x54000000)
/**********************
[7]:ack enable bit
[6]:Tx clock source selection 0:IICCLK = PCLK/16 1:IICCLK = PCLK/512
[5]:Tx/Rx interrupt
[4]:interrupt pending flag !!!!
[3:0]:Tx clock = IICCLK/(IICCON[3:0]+1)
**********************/
#define rIICSTAT (*(volatile unsigned *)0x54000004)
/**********
[7:6]:10:M-Rx 11:M-Tx
[5]:busy signal status/start stop conditon !!!
[4]:serial output enable/disable bit 1:enable
[3]:iic arbitration procedure status flag bit || which didnt used
[2]:address-as-slave status flag !!!
[1]:address zero status flag
[0]:last-received bit status flag 0:ack 1:nack
**********/
#define rIICADD (*(volatile unsigned *)0x54000008)
/*********
* [7:1]:slave address 只有在IICSTAT的output disable時，IICADD才可以寫.隨時可以讀.
* ************/
#define rIICDS (*(volatile unsigned *)0x5400000c)
/**************
* [7:0]:8bit data shift reg for IIC-Bus Tx/Rx operation.只有IICSTAT的output enable時，IICDS才可以寫.隨時可以讀.
* *************/
#define rIICLC (*(volatile unsigned *)0x54000010)
/**************
* 該寄存器用于多主機的情況，暫時用不到
* ************/

下面看下AT24C02A的datasheet:

AT24C02A:2K的容量,32pages,每個page8個字節(jié),總共256字節(jié).讀寫需要8bit的word address.

AT24C02A的地址是從下圖來的:

所以地址就是我們看到的0xa0,A2 A1 A0因為在原理圖上這三個管腳都接的低電平.

寫操作:

以字節(jié)寫的圖為例:

結(jié)合s3c2440的M-Tx模式,代碼操作如下:

  1. voidI_Write(unsignedintslvaddr,unsignedcharaddr,unsignedchardata)
  2. {
  3. unsignedintack;
  4. init(slvaddr);
  5. //rIICSTAT|=0x3<<6;//configureMTxmode
  6. rIICDS=slvaddr;//0xa0;//writeslaveaddresstoIICDS
  7. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  8. rIICSTAT=0xf0;//(M/Tstart)
  10. //thedataoftheIICDSistransmitted
  11. uart_SendByte(a);
  12. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
  14. if((rIICSTAT&0x01)==0)
  15. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應答
  16. else
  17. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒有應答
  18. rIICDS=addr;
  19. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  20. //thedataoftheIICDSisshiftedtosda
  21. uart_SendByte(b);
  22. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
  23. if((rIICSTAT&0x01)==0)
  24. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應答
  25. else
  26. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒有應答
  27. rIICDS=data;
  28. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  29. //thedataoftheIICDSisshiftedtosda
  30. uart_SendByte(c);
  31. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
  32. if((rIICSTAT&0x01)==0)
  33. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應答
  34. else
  35. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒有應答
  36. rIICSTAT=0xD0;//write(M/TstoptoIICSTAT)
  37. //rIICCON=0xe0;
  38. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  39. uart_SendByte(d);
  40. while((rIICSTAT&1<<5)==1);
  42. }

讀操作:

以隨機讀的圖為例:


隨機讀要復雜點,因為前面的DUMMY WRITE要用M-Tx模式,而后面真正的讀操作要用M-Rx模式.結(jié)合s3c2440的模式操作的流程圖,代碼如下:

  1. unsignedcharI_Read(unsignedintslvaddr,unsignedcharaddr)
  2. {
  3. unsignedchardata;
  4. intack;
  5. init(slvaddr);
  6. //rIICSTAT|=0x3<<6;//configureMTxmode
  8. rIICDS=slvaddr;//0xa0;//writeslaveaddresstoIICDS
  9. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  10. rIICSTAT=0xf0;//(M/Tstart)
  11. //thedataoftheIICDSistransmitted
  12. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
  13. if((rIICSTAT&0x01)==0)
  14. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應答
  15. else
  16. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒有應答
  18. rIICDS=addr;
  19. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  20. //thedataoftheIICDSisshiftedtosda
  21. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
  22. if((rIICSTAT&0x01)==0)
  23. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應答
  24. else
  25. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒有應答
  28. init(slvaddr);
  29. rIICSTAT&=~(0x1<<6);//configureMRxmode
  30. rIICSTAT|=0x1<<7;
  31. //rIICSTAT|=0x2<<6;//configureMRxmode
  32. rIICDS=slvaddr;
  33. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  34. rIICSTAT=0xb0;//(M/RStart)
  35. //thedataofIICDS(slaveaddress)istransmitted
  36. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//uart_SendByte(o);//ackperiodandtheninterruptispending::
  37. if((rIICSTAT&0x01)==0)
  38. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應答
  39. else
  40. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒有應答
  42. data=rIICDS;
  43. if(data==160)
  44. uart_SendByte(o);
  45. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  46. //sdaisshiftedtoIICDS
  47. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
  48. if((rIICSTAT&0x01)==0)
  49. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應答
  50. else
  51. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒有應答
  53. data=rIICDS;
  54. if(data==160)
  55. uart_SendByte(o);
  56. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  57. //sdaisshiftedtoIICDS
  58. while((rIICCON&1<<4)==0);//udelay(10);//ackperiodandtheninterruptispending
  59. if((rIICSTAT&0x01)==0)
  60. uart_SendByte(y);//ack=0;//收到應答
  61. else
  62. uart_SendByte(n);//ack=1;//沒有應答
  63. uart_SendByte(a);
  64. rIICSTAT=0x90;
  65. uart_SendByte(b);
  66. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit
  67. uart_SendByte(c);
  68. while((rIICSTAT&1<<5)==1)uart_SendByte(o);
  69. uart_SendByte(d);
  70. returndata;
  72. }

這個EEPROM的其他讀寫操作依此類推.

最后,做一下總結(jié):

1.單次的寫字節(jié)和隨機讀之間應該加延時,驗證過程中發(fā)現(xiàn),在兩次寫字節(jié)之間延時100us的話,在第二次寫字節(jié)的時候就收不到ACK.將延時改為1000us就正常了.

2.IICDS的讀寫操作一定要在清楚IIC interrupt pending bit之前做,也就是代碼中出現(xiàn)的:

  1. rIICDS=slvaddr;
  2. rIICCON&=~0x10;//clearpendingbit

3.讀數(shù)據(jù)的時候可能會讀到160,也就是0xa0,沒有關系,再多讀一次字節(jié)就是數(shù)據(jù)了.
4.IICCON寄存器中第5bit是Tx/Rx interrupt enable/disable bit.而第4bit是interrupt pending flag.
值得注意的是該寄存器介紹后的notes中的第二點和第五點:
IIC-Bus中斷發(fā)生的條件:a.一byte的數(shù)據(jù)收發(fā)完成;b.通用廣播或者從地址匹配;c.總線仲裁失敗
如果IICCON[5]=0,IICCON[4]不會正常操作.所以即使不用IIC中斷,建議將IICCON[5]=1.
到重點了,其實沒必要用IIC的中斷,我的意思是說在s3c2440中斷系統(tǒng)中關于IIC的操作不用變,但是IICCON[5]=1.
那怎么知道收發(fā)完成呢？
while((rIICCON & 1<<4) == 0);//udelay(10);//ack period and then interrupt is pending
if((rIICSTAT & 0x01)==0)
uart_SendByte(y);//ack = 0; //收到應答
else
uart_SendByte(n);//ack = 1; //沒有應答

只需要上面的代碼就可以了,通過輪詢IICCON的第4bit來查看ack period and then interrupt is pending.

當然如果用中斷系統(tǒng)中IIC中斷也是可以的,一個是中斷方式,一個是輪詢方式,在這里感覺差別不大.

關于I2C裸機到此為止,但是gpio模擬I2c一直耿耿于懷啊～～

在工作中,linux下做過用I2C子系統(tǒng)用GPIO模擬I2C.那個只要配置好GPIO的input和output,構(gòu)造數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),驅(qū)動就能工作了,不得不佩服這個子系統(tǒng)的強大.因為前面的blog對文件系統(tǒng)和設備模型都做過分析,但并沒有針對特定的子系統(tǒng)做過分析,過段時間就來分析linux的I2C,學習C語言也是如何實現(xiàn)OOP的某些特性的,體會好代碼的設計思路.

關鍵詞： s3c2440I2C接口EEPRO

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