讲师博文
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6. S5PC100下的I2C控制器介绍
S5PC100处理器支持多主机I2C串行总线接口，并且它支持主机发送模式、主机接收模式、从机发送模式和从机接收模式4种模式，图4所示为I2C总线的概括图。
图4 I2C总线的概括图
7. I2C总线控制寄存器详解
表1为I2C总线控制寄存器描述。
表1 I2C总线控制寄存器
| I2CCON | 位 | 描 述 | 复 位 值 |
| 应答产生 | [7] | IIC应答产生使能位 0 = 禁止 1 = 使能 |
0 |
| Tx时钟源选择 | [6] | IIC传输时钟预分值选择位 0 = I2CCLK = fPCLK /16 1= I2CCLK = fPCLK /512 |
0 |
| Tx/Rx中断 | [5] | I C-Bus Tx/Rx 中断控制位 0 = 禁止 1 = 使能 |
0 |
| 传输时钟值 | [3:0] | IIC总线时钟预分值 Tx clock = I2CCLK/（I2CCON[3:0]+1） |
未定义 |
表2为I2C状态寄存器描述。
表2 I2C状态寄存器
| I2CSTAT | 位 | 描 述 | 复 位 值 |
| 模式选择 | [7:6] | IIC总线主/从Tx/Rx模式选择位 00=从机接收模式 01=从机发送模式 10=主机接收模式 11=主机发送模式 |
00 |
| 忙信号状态位 | [5] | IIC 总线忙信号状态位 读：0=准备 &nbsnbsp; 1=忙 写：产生开启信号 |
0 |
| 串行输出 | [4] | IIC总线数据输出使能/禁止位 0=禁止Rx/Tx 1=使能Rx/Tx |
0 |
| Ar位定量状态标志 | [3] | 0=定量成功 1=失效 |
0 |
| 从地址状态标志 | [2] | 0=当开启/停止条件侦测到时清除 1=接收到的从地址匹配I2CADD的地址值 |
0 |
| 地址0状态标志 | [1] | 0=当开启/停止条件侦测到时清除 1=接收从地址值为00000000b |
0 |
| 后的接收位状态标志 | [0] | 0=为0 1=为1 |
0 |
表3为I2C数据发送/接收移位寄存器描述。
表3 I2C数据发送/接收移位寄存器
| I2CDS | 位 | 描 述 | 复 位 值 |
| 保留位 | [31:8] | 保留位，没有使用 | 未定义 |
| 数据移位 | [7:0] | 8位数据移位寄存器 如果串行输出使能，则I2CDS将变为可写。并且 I2CDS任何时刻都是可读的，不管当前I2CSTAT的设置 |
未定义 |
8. 电路原理分析
结合上面已经提到的I2C理论基础，将以一个例子来进行实际讲解，用I2C来操作LM75温度传感器。
图5所示为LM75的原理图。
图5 LM75原理图
可以看到SDA/SCL被接到了S5PC100的IIC控制器上，并且接了一个外部中断，该中断可作为从机应答信号。
下面简单介绍一下LM75的操作时序，其操作时序的第一部分如图6所示。
图6 LM75操作时序第一部分
如图6所示显示了LM75操作时序的第一阶段，可以看到，如果要获取数据，需要先配置一下模式，并且LM75的从机地址为0x90，发送地址后要做的就是配置工作模式，LM75芯片提供了以下4种模式。
（1）温度（只读模式）。
（2）配置（读/写）。
（3）T（HYST读/写）。
（4）T（OS读/写）。
这里选择第一个即可，也就是发送0x0，接着有如图7所示的时序。
图7 时序第二部分
接下来再次发送从机地址，选择LM75芯片后，即可等待芯片回送数据，这时芯片会发送给主机端两次数据，第一次是主要值，第二次是小数部分，小能精确到0.5。要注意的是每一次都要进行应答，才能保证数据的有效性。
9. 代码实现
1．寄存器定义
/*IIC寄存器结构体定义*/
/*
*I2C0 REGISTERS
*/
typedef struct {
unsigned int I2CCON0 ;
unsigned int I2CSTAT0 ;
unsigned int I2CADD0 ;
unsigned int I2CDS0 ;
unsigned int I2CLC0 ;
}i2c0;
#define I2C0 (* (volatile i2c0 *)0xEC100000 )
/*设置GPIO*/
void cfg_gpio(void)
{
GPD.GPDCON=(GPD.GPDCON&(~((0X0f<<12)|(0x0f<<16))))+((2<<12) | (2<<16)) ;
}
/*写入LM75要读取的地址，然后读出2字节的温度数据*/
int set_pointer_and_read_2byte(int mode)
{
I2C0.I2CDS0 = 0x90; /*LM75 SLAVE ADDRESS 第0位为0 代表接下来是要写入数据*/
I2C0.I2CCON0 = 0xe0; /*ENABLE ACK BIT, PRESCALER:512 ,RX/TX INTERRUPT ENABLE ,*/
I2C0.I2CSTAT0 =0xf0; /*Master Trans mode ,START ,ENABLE RX/TX ,*/
while(!(I2C0.I2CCON0&(1<<4))); /*The end of the waiting to be sent */
I2C0.I2CDS0 = mode; // READ TEMPERATURE ONLY
I2C0.I2CCON0 &= ~(1<<4); /* Clear pending condition & Resume the operation */
while(!(I2C0.I2CCON0&(1<<4))); /*The end of the waiting to be sent */
// 以上是主机发送一个从机地址和一个从机的命令
I2C0.I2CDS0 = 0x91; /*Again to send LM75 salve address 第0位为1 代表接下来是要读出数据*/
I2C0.I2CSTAT0 =0xb0; /*Master receive mode ,START ,ENABLE RX/TX ,*/
I2C0.I2CCON0 &= ~(1<<4); /* Clear pending condition & Resume the operation */
while(!(I2C0.I2CCON0&(1<<4))); /*The end of the waiting to be sent */
I2C0.I2CCON0 &= ~(1<<4); /* Clear pending condition & Resume the operation */
while(!(I2C0.I2CCON0&(1<<4))); /*The end of the waiting to read */
high = I2C0.I2CDS0; /*read temperature of low 8 bit */
I2C0.I2CCON0 &= ~((1<<7)|(1<<4));
/* Clear pending condition & Resume the operation & no ack*/
while(!(I2C0.I2CCON0&(1<<4))); /*The end of the waiting to read */
low = I2C0.I2CDS0; /*read temperature of low 2 bit */
I2C0.I2CSTAT0 &= ~(1<<5); /*STOP signal generation,free bus */
I2C0.I2CCON0 &= ~(1<<4); /*clean interrup pending bit */
return ((high << 8) | low);
}
int main()
{
volatile int delay;
int low, high, temp, config, i;
uart0_init();
cfg_gpio();
/*循环打印采集的数据*/
while (1){
read_data_one(); // 配置模式
temp = read_data_two(); // 开始连续两次读数据
high = temp >> 8;
low = temp & 0xff;
printf("TEMP is : %d.%d\n", high, (((low>>7)==0) ? 0 : 5));
}
return 0;
}
2．实验调试过程与结果
编译生成的.elf文件，连接硬件。并连接好FS_JTAG仿真器套件。将程序编译后获得.elf文件，将该文件通过仿真器下载并运行在目标板上，终端打印信息如图8所示。
TEMP is ：22.5
TEMP is ：22.5
TEMP is ：23.0
TEMP is ：23.0
TEMP is ：23.0
TEMP is ：23.5
TEMP is ：23.5
TEMP is ：23.5
TEMP is ：23.5
TEMP is ：23.5
TEMP is ：23.5
