【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 SPI0 Tx data define rSPRDAT0 (*(volatile unsigned *)0x59000014) //SPI0 Rx data define rSPTDAT1 (*(volatile unsigned *)0x59000030) //SPI1 Tx data define rSPRDAT1 (*(volatile unsigned *)0x59000034) //SPI1 Rx data I2C(IIC)串行總線接口 主要內(nèi)容 概述 結(jié)構(gòu)與工作原理 寄存器 應(yīng)用方法 IIC應(yīng)用舉例 重點(diǎn)： 工作原理時(shí)序；控制寄存器；應(yīng)用 一、概 述 IIC總線的產(chǎn)生和應(yīng)用： IIC總線是 PHILIPS公司開發(fā)的一種串行總線。 IIC總線應(yīng)用越來(lái)越廣泛，現(xiàn)在在很多器件上都配置有 IIC總線接口，如 EEPROM、時(shí)鐘芯片等。 IIC總線信號(hào)： 為兩線，一個(gè)能夠雙向傳輸?shù)臄?shù)據(jù)線 SDA、另一個(gè)能夠雙向傳輸?shù)臅r(shí)鐘線 SCL。是信號(hào)線最少的串行總線。 S3C2410的 IIC總線的特點(diǎn)： （ 1）有一個(gè) IIC總線接口。 （ 2） IIC總線的速度：可以標(biāo)準(zhǔn)速度傳輸（ 100kb/s），也可以高速傳輸（高達(dá) 400kb/s）。 （ 3）可以查詢方式和中斷方式工作。 （ 4）可以主設(shè)備身份傳輸，也可以從設(shè)備身份傳輸，因此共有 4種操作模式： 主機(jī)發(fā)送模式、主機(jī)接收模式 從機(jī)發(fā)送模式、從機(jī)接收模式 二、 S3C2410的 IIC結(jié)構(gòu)與工作原理 S3C2410的 IIC結(jié)構(gòu) S3C2410的 IIC主要有 5部分構(gòu)成：數(shù)據(jù)收發(fā)寄存器、數(shù)據(jù)移位寄存器、地址寄存器、時(shí)鐘發(fā)生器、控制邏輯等部分。如下圖所示。 狀態(tài)寄存器 IIC控制邏輯 控制寄存器 地址寄存器 分 頻 器 數(shù)據(jù)收發(fā)寄存器 移位寄存器 比 較 器 SDA SCL Pclk 片內(nèi)數(shù)據(jù)總線 IIC總線系統(tǒng)組成 IIC總線是多主系統(tǒng)：系統(tǒng)可以有多個(gè) IIC節(jié)點(diǎn)設(shè)備組成，并且可以是多主系統(tǒng)，任何一個(gè)設(shè)備都可以為主 IIC；但是任一時(shí)刻只能有一個(gè)主 IIC設(shè)備， IIC具有總線仲裁功能，保證系統(tǒng)正確運(yùn)行。 主 IIC設(shè)備發(fā)出時(shí)鐘信號(hào)、地址信號(hào)和控制信號(hào)，選擇通信的從 IIC設(shè)備和控制收發(fā)。 系統(tǒng)要求：（ 1）各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備必須具有 IIC接口功能；（ 2）各個(gè)節(jié)點(diǎn)設(shè)備必須共地；（ 3）兩個(gè)信號(hào)線必須接上拉電阻。如下圖所示。 IIC 1 IIC 2 IIC n …… SCL SDA 主 IIC +Vcc 上拉電阻 IIC總線的工作原理 （ 1） IIC總線對(duì)數(shù)據(jù)線上信號(hào)的定義： 1）總線空閑狀態(tài)： 時(shí)鐘信號(hào)線和數(shù)據(jù)信號(hào)線均為高電平。 2）起始信號(hào)： 即啟動(dòng)一次傳輸，時(shí)鐘信號(hào)線是高電平時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)線由高變低。 3）停止信號(hào)： 即結(jié)束一次傳輸，時(shí)鐘信號(hào)線是高電平時(shí)，數(shù)據(jù)信號(hào)線由低變高。 SDA SCL 起始信號(hào) 結(jié)束信號(hào) 數(shù)據(jù)位信號(hào) 數(shù)據(jù)位 4）數(shù)據(jù)位信號(hào)： 時(shí)鐘信號(hào)線是低電平時(shí)，可以改變數(shù)據(jù)信號(hào)線電位；時(shí)鐘信號(hào)線是高電平時(shí)，應(yīng)保持?jǐn)?shù)據(jù)信號(hào)線上電位不變，即時(shí)鐘是高電平時(shí)數(shù)據(jù)有效。 5）應(yīng)答信號(hào)： 占 1位，數(shù)據(jù)接收者接收 1字節(jié)數(shù)據(jù)后，應(yīng)向數(shù)據(jù)發(fā)出者發(fā)送一應(yīng)答信號(hào)。低電平為應(yīng)答，繼續(xù)發(fā)送；高電平為非應(yīng)答，結(jié)束發(fā)送。 6）控制位信號(hào)： 占 1位，主 IIC設(shè)備發(fā)出的讀寫控制信號(hào)，高為讀、低為寫（對(duì)主 IIC設(shè)備而言）。控制位在尋址字節(jié)中。 SDA SCL 起始信號(hào) 結(jié)束信號(hào) 數(shù)據(jù)位信號(hào) 數(shù)據(jù)位 7）地址信號(hào)： 為從機(jī)地址，占 7位，如下表所示，稱之為“尋址字節(jié)”，各字段含義如下： 器件地址（ DA3DA0）： 是 IIC總線接口器件固有的地址編碼，由器件生產(chǎn)廠家給定。如 IIC總線 EEPROM AT24C 的器件地址為 1010等。 引腳地址（ A A A0）： 由 IIC總線接口器件的地址引腳 A A A0的高低來(lái)確定，接電源者為 1，接地者為 0。 讀寫控制位（ R/ W）： 1表示主設(shè)備讀， 0表示主設(shè)備寫。 7位地址和讀寫控制位組成 1個(gè)字節(jié)。 D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 DA3 DA2 DA1 DA0 A2 A1 A0 R/ W （ 2） IIC總線數(shù)據(jù)傳輸格式 1）一般格式： 2）主控制器寫操作格式： 紅色 起始信號(hào) S、地址信號(hào)、控制信號(hào) W、各個(gè)數(shù)據(jù)、結(jié)束信號(hào) P， 均為主 IIC設(shè)備發(fā)送 、從 IIC設(shè)備接收；黑色的應(yīng)答信號(hào) A/A為從 IIC設(shè)備發(fā)送、主 IIC設(shè)備接收。 3）主控制器讀操作格式： 紅色的信號(hào)均為主 IIC設(shè)備發(fā)送 、從 IIC設(shè)備接收；黑色的信號(hào)均為從 IIC設(shè)備發(fā)送、主 IIC設(shè)備接收。 S 從 IIC地址 (7位 ) R/W A 傳輸數(shù)據(jù) …… A P S 從 IIC地址 W A 數(shù)據(jù) 1 A 數(shù)據(jù) 2 A …… 數(shù)據(jù) n A/A P S 從 IIC地址 R A 數(shù)據(jù) 1 A 數(shù)據(jù) 2 A …… 數(shù)據(jù) n A P 4）主控制器讀 /寫操作格式： 由于在一次傳輸過(guò)程中要改變數(shù)據(jù)的傳輸方向，因此起始信號(hào)和尋址字節(jié)都要重復(fù)一次 ，而中間可以不要結(jié)束信號(hào)。 在一次傳輸中，可以有多次啟動(dòng)信號(hào)。 數(shù)據(jù) 1 A 數(shù)據(jù) 2 A 數(shù)據(jù) 3 A …… 數(shù)據(jù) m A/A P S 從 IIC地址 R A 數(shù)據(jù) 1 A 數(shù)據(jù) 2 A … A rS 從地址 W A （ 3）讀寫操作 在發(fā)送器模式下 ，數(shù)據(jù)被發(fā)送之后， IIC 總線接口會(huì)等待直到 IICDS（ IIC 數(shù)據(jù)移位寄存 器）被程序?qū)懭胄碌臄?shù)據(jù)。 在新的數(shù)據(jù)被寫入之前， SCL 線都被拉低 。新的數(shù)據(jù)寫入之后， SCL 線被釋放 。 S3C2410X 可以利用中斷來(lái)判斷當(dāng)前數(shù)據(jù)字節(jié)是否已經(jīng)完全送出。在 CPU 接收到中斷請(qǐng)求后，在中斷處理中再次將下一個(gè)新的數(shù)據(jù)寫入 IICDS，如此循環(huán)。 在接收模式下 ，數(shù)據(jù)被接收到后， IIC 總線接口將等待直到 IICDS 寄存器被程序讀出。 在數(shù)據(jù)被 讀出之前 ， SCL 線保持低電平 。新的數(shù)據(jù)從 讀出之后 ， SCL 線才釋放 。 S3C2410X 也利用中斷來(lái)判別是否接收到了新的數(shù)據(jù)。CPU 收到中斷請(qǐng)求之后，處理程序?qū)? IICDS 讀取數(shù)據(jù)。 （ 4）總線仲裁 總線仲裁發(fā)生在兩個(gè)主 IIC設(shè)備中。如果一個(gè)主設(shè)備欲使用總線，而測(cè)得 SDA為低電平，則該主設(shè)備仲裁不能夠使用總線啟動(dòng)傳輸。這個(gè)仲裁過(guò)程會(huì)延長(zhǎng)，直到信號(hào)線 SDA變?yōu)楦唠娖健? 每次操作都要進(jìn)行仲裁。 三、 IIC專用寄存器 S3C2410有 4個(gè)專用寄存器 Register Address R/W Description Reset Value IICCON 0x54000000 R/W IIC總線控制寄存器 0x0X IICSTAT 0x54000004 R/W IIC總線控制 /狀態(tài)寄存器 0x0 IICADD 0x54000008 R/W IIC總線地址寄存器 0xXX IICDS 0x5400000C R/W IIC數(shù)據(jù)發(fā)送 /接收寄存器 0xXX IIC控制寄存器（ IICCON） 字段名 位 意 義 初值 Acknowledge generation 7 應(yīng)答使能。 0：禁止應(yīng)答； 1：自動(dòng)應(yīng)答 應(yīng)答電平： Tx時(shí)為高； Rx時(shí)為低 00 Tx clock source selection 6 發(fā)送時(shí)鐘分頻選擇。 0： IICCLK = f PCLK /16； 1： IICCLK = f PCLK /512 0 Tx/Rx Interrupt 5 收發(fā)中斷控制位。 0：禁止； 1：允許 0 Interrupt Pending flag 4 中斷標(biāo)志位。 讀： 0無(wú)， 1示有中斷請(qǐng)求 寫：寫 0清除中斷標(biāo)志，寫 1不操作 0 Transmit clock value 3:0 發(fā)送時(shí)鐘預(yù)分頻值 。 Tx clock = IICCLK/(IICCON[3:0]+1) 0 IIC控制寄存器（續(xù)） 說(shuō)明： （ 1）應(yīng)答使能問題：一般情況下為使能；在對(duì) EEPROM讀最后 1個(gè)數(shù)據(jù)前可以禁止應(yīng)答，便于產(chǎn)生結(jié)束信號(hào)。 （ 2）中斷事件： 1）完成收發(fā)； 2）地址匹配； 3）總線仲裁失敗。 （ 3） 中斷控制位問題：設(shè)為 0時(shí)，中斷標(biāo)志位不能正確操作，故總設(shè)為 1。 （ 4）時(shí)鐘預(yù)分頻問題：當(dāng)分頻位選擇為 0時(shí)，預(yù)分頻值必須大于 1。 IIC控制狀態(tài)寄存器（ IICSTAT） 字段名 位 意 義 初值 Mode selection 7:6 工作模式選擇。 00：從收； 01：從發(fā) 10：主收； 11：主發(fā) 00 Busy / START STOP condition 5 忙狀態(tài) /啟、停控制 。讀： 1示忙； 0示閑 寫： 0產(chǎn)生結(jié)束信號(hào)， 1產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào) 0 Serial output 4 數(shù)據(jù)發(fā)送控制 。 0：禁止； 1：允許發(fā)送 0 Arbitration Status flag 3 仲裁狀態(tài)標(biāo)志。 0：仲裁成功； 1：仲裁失敗（因?yàn)樵谶B續(xù) I/O中） 0 Addressasslave status flag 2 從地址匹配狀態(tài)。 0：與 IICADD不匹配 1：匹配。在收到 SART/STOP時(shí)清 0 0 Address zero status flag 1 地址狀態(tài)標(biāo)志。 0：收到的為非 0地址 1：收到 0地址。在收到 SART/STOP時(shí)清 0 0 Lastreceived bit status flag 0 最后收到位狀態(tài)。 0：最后位為 0，收到 ACK； 1：最后位為 1，未收到 ACK。 0 IIC控制狀態(tài)寄存器（續(xù)） 字段名 位 意 義 初值 Mode selection 7:6 工作模式選擇。 00：從收； 01：從發(fā) 10：主收； 11：主發(fā) 00 Busy / START STOP condition 5 忙狀態(tài) /啟、?？刂?。讀： 1示忙； 0示閑 寫： 0產(chǎn)生結(jié)束信號(hào)， 1產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào) 0 Serial output 4 數(shù)據(jù)發(fā)送控制 。 0：禁止； 1：允許發(fā)送 0 IICSTAT控制字： 啟動(dòng)主設(shè)備發(fā)送： 0xF0；結(jié)束主設(shè)備發(fā)送： 0xD0 啟動(dòng)主設(shè)備接收： 0xB0；結(jié)束主設(shè)備接收： 0x90 第 18講到此 IIC地址寄存器（ IICADD） Register Address R/W Description Reset Value IICADD 0x54000008 R/W 地址寄存器 0xXX 字段名 位 意 義 初值 Slave address 7:1 7位從地址。 0xXX Not mapped 0 不用 說(shuō)明： （ 1）對(duì)從設(shè)備，該地址有意義，對(duì)主設(shè)備其值無(wú)意義。 （ 2）只有在不發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)（數(shù)據(jù)傳輸控制位 IICSTAT[4] =0）才能對(duì)其寫；任何時(shí)間都可以讀。 IIC數(shù)據(jù)發(fā)送 /接收寄存器（ IICDS） Register Address R/W Description Reset Value IICADD 0x5400000C R/W 數(shù)據(jù)發(fā)送 /接收移位寄存器 0xXX 字段名 位 意 義 初值 Data shift 7:0 8位移位接收或移位發(fā)送的數(shù)據(jù) 0xXX 說(shuō)明： （ 1）在本設(shè)備接收時(shí)，對(duì)其作讀操作得到對(duì)方發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)。任何時(shí)間都可以讀。 （ 2）在本設(shè)備發(fā)送時(shí)，對(duì)其寫操作，將數(shù)據(jù)發(fā)向?qū)Ψ健? （ 3）欲發(fā)送數(shù)據(jù)，必須使數(shù)據(jù)傳輸控制位 IICSTAT[4] =1才能對(duì)其寫。 四、 IIC操作方法 開 始 設(shè)置 IICCON 從地址寫入 IICDS 寫 0xF0到 IICSTAT 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù) ACK、產(chǎn)生中斷 要停止？ 等待停止位起作用 清除中斷標(biāo)志 清除中斷標(biāo)志 發(fā)送數(shù)據(jù)寫入 IICDS 寫 0xD0到 IICSTAT 結(jié) 束