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logicwei

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iic总线协议与软件实现

分类： 嵌入式

2016-07-23 14:58:44

本人比较懒，每次遇见iic的时候，都是移植别人的驱动，底层能不管就不管。这次参加电赛，调试LDC1314的时候，没有现成的驱动可移植，没有办法，只有从iic看起走了，而且LDC1314的板子是我们在实验室做的，不清楚能否使用，必须自己保证程序运行没有问题，因此照着时序写了一份iic程序，历经千辛万苦终于能够使用，在这里分享出来，也防止以后忘记再到处找资料。

一、iic协议时序图
写时序：

1、起始信号：SCL高电平时，SDA下降沿，进入数据传输状态。
2、数据传输：不论是写还是读，iic规定在SCL被拉高之前，数据必须放在SDA上待读取，SCL一旦处于高电平，SDA上的数据必须稳定，如果有跳变就会成为起始信号和停止信号发生错误，这点在写程序时一定要注意。
3、读写位：高电平-读 低电平-写。
4、应答信号：总线上每传送完一个字节，被传送方都会在第9个时钟吧总线拉低，以示回应。
5、停止信号：SCL高电平时，SDA上升沿，结束此次传输。
整个传输过程就是：
主机发出起始信号->高7位写设备地址，低0位写0->等待回应->写设备内部寄存器地址->等待回应->写n个字节,并等待回应(n>=1)->主机发出停止信号

读时序：

1：读信号。
2：应答信号：和写入不同，应该由主机发出，读取一个字节发出一个应答信号。
3：无应答信号：第9个时钟不拉低SDA。注意，在一次读取多个字节的时候，最后一个字节应该不应答，直接stop，否则会出错，实测。
整个流程如下：
主机发出起始信号->写7位从机地址+1位写信号->等从机应答->写寄存器地址->等从机应答->主机发出起始信号->写7位从机地址+1位读信号->等从机应答->读字节->发出应答信号->...->读字节->无应答->主机发出停止信号

注意几点：
1、iic总线在硬件上，应该保证线与，即一条线上有一个为低，那么整条线就为低。解决办法就是挂载在总线上的设备io口设置为开漏模式，并挂一个上拉电阻。
2、在不需要使用SDA的时候，主机应该释放，保证从机能够传输电平信号，比如上图的ack by slave，如果主机不释放SDA，始终为低电平，根本无法判断是主机拉低的还是从机拉低的。
3、在进入传输状态的时候，如果没有传输数据，SCL应该为低电平，因为SCL如果为高电平，SDA有任何的电平抖动都会被识别为起始或是停止信号，导致此次传输失败。

二、c代码
OIIC.h

点击(此处)折叠或打开

  1. /***************************************************************
  2. portable iic driver
  3. author:logic
  4. date:2016-7-23
  5. ***************************************************************/

  7. #ifndef _OIIC_H
  8. #define _OIIC_H
  9. #include "MK60_port.h"
  10. #include "MK60_gpio.h"


  13. /*
  14. *public:
  15. */
  16. void OIIC_init();
  17. void OIIC_writeByte(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr,unsigned char byte);
  18. void OIIC_writeWord(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr,unsigned int word);
  19. void OIIC_writeBytes(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr,unsigned char *bytes,int length);
  20. unsigned char OIIC_readByte(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr);
  21. unsigned int OIIC_readWord(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr);
  22. void OIIC_readBytes(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr,unsigned char *bytes,int length);

  24. /*
  25. *private:
  26. */
  27. void OIIC_delay(int t);
  28. void OIIC_start();
  29. void OIIC_stop();
  30. void OIIC_waitForResponse();
  31. void OIIC_response();
  32. void OIIC_noResponse();
  33. void OIIC_putByteOnBus(unsigned char byte);
  34. unsigned char getByteOnBus();

  36. #define OSCL_H() (PTXn_T(PTE25,OUT)=1)
  37. #define OSCL_L() (PTXn_T(PTE25,OUT)=0)
  38. #define OSCL_V() PTXn_T(PTE25,IN)
  39. #define OSDA_H() (PTXn_T(PTE24,OUT)=1)
  40. #define OSDA_L() (PTXn_T(PTE24,OUT)=0)
  41. #define OSDA_V() PTXn_T(PTE24,IN)
  42. #define OSDA_OUT() (1==1)//ignore it when GPIO is openDrain and pullUp mode
  43. #define OSDA_IN() (1==1)




  48. #endif
OIIC.c

点击(此处)折叠或打开

  1. #include "OIIC.h"


  4. void OIIC_delay(int t)
  5. {
  6.     while(t>0)
  7.     {
  8.         t-=2;//adjustable
  9.     }
  10. }

  12. void OIIC_init()
  13. {
  14.     /*
  15.     initialize handware
  16.     */
  17.     gpio_init(PTE24,GPO,1);
  18.     gpio_init(PTE25,GPO,1);
  19.     port_init_NoALT(PTE24,ODO|PULLUP);//openDrain and pullUp
  20.     port_init_NoALT(PTE25,ODO|PULLUP);
  21.   
  22.     
  23.     OSCL_H();
  24.     OSDA_H();
  25. }

  27. void OIIC_start()
  28. {
  29.     OSCL_H();
  30.     OIIC_delay(1000);
  31.     OSDA_L();
  32.     OIIC_delay(1000);
  33.     OSCL_L();//wait for data
  34.     OIIC_delay(1000);
  35.     //OSDA_H();
  36.     //OIIC_delay(1000);
  37. }

  39. void OIIC_stop()
  40. {
  41.     OSDA_L();
  42.     OIIC_delay(1000);
  43.     OSCL_H();
  44.     OIIC_delay(1000);
  45.     OSDA_H();
  46.     OIIC_delay(1000);
  47. }
  48. void OIIC_waitForResponse()
  49. {
  50.     int i=0;
  51.     OSDA_H();
  52.     OIIC_delay(1000);
  53.     OSCL_H();
  54.     OSDA_IN();
  55.     while(OSDA_V()&&i<255){i+=1;}
  56.     OIIC_delay(1000);//can be removed
  57.     OSDA_OUT();
  58.     OSCL_L();
  59.     OIIC_delay(1000);

  61. }
  62. void OIIC_response()
  63. {
  64.     OSDA_L();
  65.     OIIC_delay(1000);
  66.     OSCL_H();
  67.     OIIC_delay(1000);
  68.     OSCL_L();
  69.     OIIC_delay(1000);
  70.     OSDA_H();
  71.     OIIC_delay(100);
  72. }
  73. void OIIC_noResponse()
  74. {
  75.     OSDA_H();//NACK
  76.     OIIC_delay(1000);
  77.     OSCL_H();
  78.     OIIC_delay(1000);
  79.     OSCL_L();
  80.     OIIC_delay(1000);
  81. }

  83. void OIIC_putByteOnBus(unsigned char byte)
  84. {
  85.     int i;
  86.     for(i=0;i<8;i+=1)
  87.     {
  88.         if(byte&(0x80>>i))
  89.             OSDA_H();
  90.         else
  91.             OSDA_L();
  92.         OIIC_delay(1000);
  93.         OSCL_H();//send data
  94.         OIIC_delay(1000);
  95.         OSCL_L();
  96.         OIIC_delay(1000);
  97.     }
  98.     OSDA_H();//release
  99.     OIIC_delay(1000);
  100. }
  101. unsigned char OIIC_getByteOnBus()
  102. {
  103.     unsigned char data=0;
  104.     int i;
  105.     OSDA_H();//release SDA to get data
  106.     OSDA_IN();
  107.     OIIC_delay(1000);
  108.     for(i=0;i<8;i+=1)
  109.     {
  110.         OSCL_H();//to get data
  111.         OIIC_delay(1000);
  112.         if(OSDA_V())
  113.             data=data|(0x80>>i);
  114.         OSCL_L();//to refresh data
  115.         OIIC_delay(1000);
  116.     }
  117.     OSDA_OUT();
  118.     return data;
  119. }
  120. void OIIC_writeByte(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr,unsigned char byte)
  121. {
  122.     OIIC_start();
  123.     OIIC_putByteOnBus((devAddr<<1)|0x00);
  124.     OIIC_waitForResponse();
  125.     OIIC_putByteOnBus(regAddr);
  126.     OIIC_waitForResponse();
  127.     OIIC_putByteOnBus(byte);
  128.     OIIC_waitForResponse();
  129.     OIIC_stop();
  130. }
  131. void OIIC_writeWord(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr,unsigned int word)
  132. {
  133.     OIIC_start();
  134.     OIIC_putByteOnBus((devAddr<<1)|0x00);
  135.     OIIC_waitForResponse();
  136.     OIIC_putByteOnBus(regAddr);
  137.     OIIC_waitForResponse();
  138.     OIIC_putByteOnBus((word>>8)&0xff);
  139.     OIIC_waitForResponse();
  140.     OIIC_putByteOnBus(word&0xff);
  141.     OIIC_waitForResponse();
  142.     OIIC_stop();
  143. }
  144. void OIIC_writeBytes(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr,unsigned char *bytes,int length)
  145. {
  146.     int i;
  147.     OIIC_start();
  148.     OIIC_putByteOnBus((devAddr<<1)|0x00);
  149.     OIIC_waitForResponse();
  150.     OIIC_putByteOnBus(regAddr);
  151.     OIIC_waitForResponse();
  152.     for(i=0;i<length;i+=1)
  153.     {    
  154.         OIIC_putByteOnBus(bytes[i]);
  155.         OIIC_waitForResponse();
  156.     }
  157.     OIIC_stop();
  158. }
  159. unsigned char OIIC_readByte(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr)
  160. {
  161.     unsigned char byte;
  162.     OIIC_start();
  163.     OIIC_putByteOnBus((devAddr<<1)|0x00);
  164.     OIIC_waitForResponse();
  165.     OIIC_putByteOnBus(regAddr);
  166.     OIIC_waitForResponse();
  167.     OIIC_start();
  168.     OIIC_putByteOnBus((devAddr<<1)|0x01);
  169.     OIIC_waitForResponse();
  170.     byte=OIIC_getByteOnBus();
  171.     OIIC_noResponse();
  172.     OIIC_stop();
  173.     return byte;
  174. }
  175. unsigned int OIIC_readWord(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr)
  176. {
  177.     unsigned int word=0;
  178.     OIIC_start();
  179.     OIIC_putByteOnBus((devAddr<<1)|0x00);
  180.     OIIC_waitForResponse();
  181.     OIIC_putByteOnBus(regAddr);
  182.     OIIC_waitForResponse();
  183.     OIIC_start();
  184.     OIIC_putByteOnBus((devAddr<<1)|0x01);
  185.     OIIC_waitForResponse();
  186.     word=OIIC_getByteOnBus()<<8;
  187.     OIIC_response();
  188.     word|=OIIC_getByteOnBus();
  189.     OIIC_noResponse();
  190.     OIIC_stop();
  191.     return word;
  192. }
  193. void OIIC_readBytes(unsigned char devAddr,unsigned char regAddr,unsigned char *bytes,int length)
  194. {
  195.     int i;
  196.     OIIC_start();
  197.     OIIC_putByteOnBus((devAddr<<1)|0x00);
  198.     OIIC_waitForResponse();
  199.     OIIC_putByteOnBus(regAddr);
  200.     OIIC_waitForResponse();
  201.     OIIC_start();
  202.     OIIC_putByteOnBus((devAddr<<1)|0x01);
  203.     OIIC_waitForResponse();
  204.     for(i=0;i<length;i+=1)
  205.     {
  206.         bytes[i]=OIIC_getByteOnBus();
  207.         if(i==length-1)
  208.             OIIC_noResponse();
  209.         else
  210.             OIIC_response();
  211.     }
  212.     OIIC_stop();
  213. }

---------------------------------------------------------------------------------------------
注意：
以上代码已被我无情抛弃，因为没有采用面向对象的编程方式，导致无法实例化多个i2c设备，故重新实现了一套，命名为universal_i2c，可以跑在任何单片机上，欢迎使用，多多提issue。
github传送门：
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给主人留下些什么吧！~~

llz6315056092016-07-27 04:00:52

这个东西真的很有用啊~要是没有办法贴代码就上传到网盘里面共享一下吧~

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logicwei2016-07-26 11:12:05

我歌月徘徊灬：好人，可以把你代码发给我看看么，被IIC给难住了

我的代码超过一百行，就无法贴出来。。。

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我歌月徘徊灬2016-07-24 15:05:57

logicwei：哪位朋友可以告诉我，为什么代码过长就无法插入，是有什么限制吗，本人新手

好人，可以把你代码发给我看看么，被IIC给难住了

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logicwei2016-07-23 15:11:04

哪位朋友可以告诉我，为什么代码过长就无法插入，是有什么限制吗，本人新手

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