iMX233下Led & Button工作原理

转自 陈兵的博客

上图为iMX233中了led和button部分的原理图，其中pca95555为接在i2c总线上的扩展芯片。

I2C BUS

 

概述

      IIC总线信号：为两线，双向传输的数据线SDA、双向传输的时钟线SCL。是信号线最少的串行总线。总线标准速度为100kbps,高速传输速度为400kbps,可以以查询和中断方式工作。有四种操作模式：主机发送模式、主机接收模式、从机发送模式、从机接收模式。

 

工作原理

       I2C总线通过SDA和SCL线的配合来产生传输中的信号。如SCL为高电平、SDA由高变低来产生传输的起始信号。SCL为高电平、SDA由低变高来产生传输的结束信号。地址信号占7位，与读写控制信号组成一个字节。如下图：

D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D1
D3	D2	D1	D0	A2	A1	A0	R/ W

 

       器件地址(D0~D3):是I2C设备固有的地址编码，有器件生产厂家给定。

       引脚地址(A0~A2):有器件的A0~A2引脚电位的高低决定，高电平为1，低电平为0。

传输格式如下：

ST

SAD+W

SAK

DATA

SAK

SP

 

ST

SAD+R

SAK

DATA

SAK

SP

 

       首先主机发出起始信号，然后在总线上发送从机的地址(占7位）和读写控制信号(1为读，0为写）组成的一个字节。对应该地址的从机将会相应并向主机发送ACK信号。接着主机就会向从机发送数据。最后接收到停止信号终止传输。

       如上为i2c总线进行传输和接收的一般原理，针对不同的芯片有不同的i2c总线控制器和寄存器组。

PCA9555  –带中断的16位I2C和SMbus I/O口

 

  概述

       PCA9555为24脚的CMOS器件，提供了I2C/SMbus的应用中的16位通用并行输入输出口(GPIO)的扩展。可以利用这些I/O口来连接传感器、按钮、LED风扇等。

       PCA9555包括两个8位配置寄存器、输入寄存器、输出寄存器和极性反转寄存器。系统主控器通过写I/O口相应的配置为来激活端口的输入或输出。每个输入或输出口的数据都保存在相应的输入/输出寄存器中。读寄存器操作的极性根据反转寄存器的内容而反转。

        PCA9555有3个管脚（A0,A1,A2)来实现不同的固定的I2C地址。最多允许8个器件共用I2C/SMbus总线。器件地址为0100

工作原理

command bytes

command	register
0	input prot 0
1	input prot 1
2	output port 0
3	output port 1
4	polarity port 0
5	polarity port 1
6	configuration port 0
7	configuration port 1

 

       为了使系统主控器能够读写PCA9555的各个端口。定义了如上的命令字节。在系统主控器发送地址和读写操作的字节后将会发送该命令字节，来决定PCA9555中的哪个寄存器将会被读写。如写数据到输出寄存器,其传输格式如下：

s

0

1

0

0

A2

A1

A0

0

A

0

0

0

0

0

0

1

0

A

DATA

A

DATA

A

P

 

       首先我们通过发送命令字节6或7来配置端口的输入输出功能，然后再对端口进行读写。

       因此，Button和LED的工作原理就是通过i2c对其扩展芯片PCA9555的相应端口的读写来控制的。