MAXQ2000微控制器軟件I2C驅動(dòng)

發(fā)布時(shí)間:2010-9-2 09:50    發(fā)布者:techshare
關(guān)鍵詞: I2C , MAXQ2000 , 微控制器
引言

I2C (內置集成電路)是一種2線(xiàn)接口,實(shí)現集成電路之間的雙向通信。本應用筆記介紹maxqi2c庫,它是MAXQ2000微控制器(μC)的軟件I2C驅動(dòng)。

maxqi2c庫采用擴展C語(yǔ)言編寫(xiě),由MAXQ的IAR嵌入式平臺編譯。它由兩個(gè)文件組成:maxqi2c.h和maxqi2c.c。當這些文件包含在MAXQ2000固件工程時(shí),使用μC的任意GPIO引腳,便可實(shí)現100kHz或者400kHz靈活的I2C通信。

MAXQ系列的微控制器具有高速、靈活的GPIO模塊以及獨立的I/O供電,適用于位拆裂等應用。

本應用筆記討論的實(shí)例工程文件可以從Maxim Integrated Products網(wǎng)站下載。

配置maxqi2c庫

用戶(hù)應將maxqi2c庫文件(maxqi2c.h和maxqi2c.c)復制到MAXQ2000工程目錄中,對文件進(jìn)行配置,建立所需的I2C接口。通過(guò)編輯以下代碼(清單1)實(shí)現所有的配置,該代碼位于maxqi2c.h源文件的開(kāi)始:
清單1. maxi2c.h用戶(hù)定義代碼。  

/* USER MUST CUSTOMIZE THE FOLLOWING DEFINE STMTS - START */
// Enter the port used for SDA and SCL
#define SDA_PORT 0
#define SCL_PORT 0

// Enter the pin used for SDA and SCL
#define SDA_PORT_BIT 0
#define SCL_PORT_BIT 1

// Uncomment one of these define statements to select I2C bus speed
#define I2C_400_KHZ
//#define I2C_100_KHZ

// Comment out the following define statement to disable clock
// stretching in i2cRecv()
#define I2C_CLOCK_STRETCHING
/* USER MUST CUSTOMIZE THE FOLLOWING DEFINE STMTS - END */

注釋?zhuān)河脩?hù)定義代碼編譯時(shí)實(shí)現,因此,運行時(shí)間固定。

選擇SCL和SDA引腳

需選擇兩個(gè)GPIO引腳用作SCL和SDA。為SCL和SDA選擇了I/O之后,必須對SDA_PORT和SCL_PORT定義語(yǔ)句進(jìn)行編輯,以反映SDA和SCL所需的端口。也必須對SDA_PORT_BIT和SCL_PORT_BIT定義語(yǔ)句進(jìn)行編輯,以反映SDA和SCL所需的引腳(在所選端口上)。

上面清單1中的源代碼在I/O端口0分配引腳0,作為SDA,在I/O端口0分配引腳1,作為SCL。

選擇通信速率

通過(guò)注釋I2C_400_KHZ和I2C_100_KHZ兩個(gè)定義語(yǔ)句之一來(lái)選擇通信速率。

清單1的源代碼通過(guò)400kHz I2C總線(xiàn)初始化maxqi2c庫,進(jìn)行通信。由于I2C接口是逐位控制,通信速率實(shí)際略低于400kHz (或者,另一種選擇100kHz)。為達到全速400kHz通信,固件設計人員必須學(xué)習maxi2c庫,去掉某些源代碼,發(fā)揮庫的靈活性。

注釋?zhuān)簃axqi2c庫包括時(shí)延以滿(mǎn)足I2C規范。這些時(shí)延在maxqi2c.c文件的開(kāi)始,假設MAXQ2000具有20MHz系統時(shí)鐘;如果采用了速率較低的時(shí)鐘,可以減小時(shí)延。

使用時(shí)鐘擴展

maxqi2c庫的時(shí)鐘擴展僅在調用i2cRecv()函數開(kāi)始傳送時(shí)(地址傳輸完畢,經(jīng)過(guò)地址確認后,或者在傳送開(kāi)始時(shí))使用。因此,I2C傳送可以采用以下格式的時(shí)鐘擴展:  

[S] [ADDR] [R] [A] [clock stretch] [DATA0] [A] ... [DATAN-1] [A]
or
[clock stretch] [DATA0] [A] ... [DATAN-1] [N] [P]
or
[clock stretch] [DATA0] [A] ... [DATAN-1] [A]

使用maxqi2c一節中的i2cRecv()說(shuō)明,maxqi2c庫使用實(shí)例一節中的代碼解釋了怎樣產(chǎn)生這些格式的I2C命令。

要使能時(shí)鐘擴展,則不應注釋掉I2C_CLOCK_STRETCHING定義聲明。如果不需要時(shí)鐘擴展,通過(guò)注釋掉I2C_CLOCK_STRETCHING定義語(yǔ)句禁用它。禁用時(shí)鐘擴展會(huì )稍微提高maxqi2c庫i2cRecv()函數的速率。

上面清單1的源代碼使能時(shí)鐘擴展。

使用maxqi2c

由4個(gè)函數實(shí)現maxqi2c庫從軟件I2C驅動(dòng)發(fā)送和接收數據:i2cInit()、i2cIsAddrPresent()、i2cSend()和i2cRecv()。這些函數的文檔也包含在maxqi2c.h文件中。

這些函數都不需要正式的參數,而是采用4個(gè)全局變量為這些函數存儲參數:i2cData (無(wú)符號字符 *)、i2cDataLen (無(wú)符號整數)、i2cDataAddr (無(wú)符號字符)和i2cDataTerm (無(wú)符號字符)。該方法在函數調用時(shí)不進(jìn)行數據復制,從而支持固件以更快的速率運行。4個(gè)用作maxqi2c庫參數的全局變量是:i2cData (無(wú)符號字符 *)、i2cDataLen (無(wú)符號整數)、i2cDataAddr (無(wú)符號字符)和i2cDataTerm (無(wú)符號字符)。 i2cInit()必須在調用任何其他maxqi2c函數之前調用該函數。它初始化maxqi2c.h文件中用戶(hù)定義代碼所選擇的端口引腳。該函數不需要參數(局部或者全局),不返回數值。

i2cIsAddrPresent()

該函數使MAXQ2000能夠查詢(xún)I2C總線(xiàn),以確定是否有特定地址的器件。該函數有一個(gè)參數——全局變量i2cDataAddr,它必須由器件地址裝入,查詢(xún)I2C總線(xiàn)是否有器件。該函數還返回一個(gè)數值(無(wú)符號字符類(lèi)型)。如果找到了給定地址的器件,該數值等于I2C_XMIT_OK,如果沒(méi)有找到給定地址的器件,則等于I2C_XMIT_FAILED。

為確定在I2C總線(xiàn)上是否有特定器件,i2cIsAddrPresent()按照下面的格式發(fā)送一個(gè)I2C命令:

[S] [ADDR] [W] [A] [P]

i2cSend()

該函數使MAXQ2000能夠通過(guò)軟件I2C驅動(dòng)向器件傳送數據。i2cSend()需要以下4個(gè)參數(均為全局變量)來(lái)初始化:  

i2cData (無(wú)符號字符 *):被傳送字節陣列的第一個(gè)字節指針。

i2cDataLen (無(wú)符號整數):向I2C總線(xiàn)傳送的字節數(不包括器件地址)。

i2cDataAddr (無(wú)符號字符):數據將被傳送到的器件的地址。注意,如果該變量設置為0,將不發(fā)送地址 ,傳送I2C數據。

i2cDataTerm (無(wú)符號字符):I2C傳送如何結束。調用i2cSend(): I2C_TERM_NONE或者I2C_TERM_STOP時(shí),該變量可以取兩個(gè)值。

在I2C總線(xiàn)上向器件傳送數據的格式取決于4個(gè)全局變量的取值。表1列出了這些全局變量不同取值時(shí)的I2C命令格式。


注釋?zhuān)罕?中的最后3個(gè)格式顯示了i2cSend()怎樣向I2C總線(xiàn)上的同一個(gè)器件連續發(fā)送數據。

如果尋址器件每一字節作出應答,i2cSend()函數返回一個(gè)等于I2C_XMIT_OK的數值(無(wú)符號字符類(lèi)型),如果尋址器件每字節沒(méi)有應答,返回值則等于I2C_XMIT_FAILED。當一個(gè)字節沒(méi)有得到應答時(shí),函數將立即返回。

i2cRecv()

該函數使MAXQ2000能夠使用軟件I2C驅動(dòng)從器件接收數據。i2cRecv()函數需要以下4個(gè)參數(均為全局變量)來(lái)初始化:  

i2cData (無(wú)符號字符 *):存儲接收數據陣列的第一個(gè)字節指針。

i2cDataLen (無(wú)符號整數):從I2C總線(xiàn)上接收到的字節數(不包括器件地址)。

i2cDataAddr (無(wú)符號字符):將要接收數據的器件地址。注意,如果該變量設置為0,將不發(fā)送地址,接收I2C數據。

i2cDataTerm (無(wú)符號字符):I2C傳送如何結束。調用i2cRecv(): I2C_TERM_NONE、I2C_TERM_ACK或者I2C_TERM_NACK_AND_STOP時(shí),該變量可以取三個(gè)值。

在I2C總線(xiàn)上從器件接收數據的格式取決于4個(gè)全局變量的取值。表2列出了這些全局變量不同取值時(shí)的I2C命令格式。


注釋?zhuān)罕?中的最后3個(gè)格式顯示了i2cRecv()怎樣從I2C總線(xiàn)上的同一個(gè)器件連續接收數據。

如果地址作為I2C命令的一部分進(jìn)行發(fā)送,沒(méi)有得到應答,i2cRecv()函數返回一個(gè)等于I2C_XMIT_FAILED的數值(無(wú)符號字符),否則,返回I2C_XMIT_OK。

帶有時(shí)鐘擴展的maxqI2C庫使用實(shí)例

以下實(shí)例顯示了怎樣利用maxqi2c庫從MAX1169 ADC接收16位采樣,由MAXQ的RS-232端口,將這些數據傳送至PC。

原理

采用MAX1169 ADC評估板和MAXQ2000評估板(Rev B)實(shí)現了該實(shí)例。圖1顯示了兩塊評估板的連接。MAXQ2000 I/O端口的引腳0和引腳1 (分別在J2-30和J2-28)用作I2C總線(xiàn)上的主機SDA和SCL線(xiàn)。



圖1. MAX1169評估板和MAXQ2000評估板(Rev B)連接原理圖,將由maxqi2c庫使用。

注釋?zhuān)篗AXQ2000評估板上的MAXQ2000高頻晶振(Y1)以20MHz晶振替代。MAX1169評估板的跳接器設置和MAXQ2000評估板的開(kāi)關(guān)設置在表3和表4中:




固件

該實(shí)例(max1169.c)的固件文件在附錄A中給出。完整的工程資料可以在Maxim MAXQ2000網(wǎng)頁(yè)下載,采用MAXQ IAR嵌入式平臺編譯。該實(shí)例中,maxqi2c庫的用戶(hù)定義代碼(在maxqi2c.h文件的開(kāi)始)與清單1的源代碼完全相同。

max1169.c文件包括兩個(gè)頭文件:iomaxq200x.h和maxqi2c.h。注意,實(shí)例中的iomaxq200x.h文件將忽略MAXQ包含路徑IAR嵌入式平臺中的iomaxq200x.h文件。iomaxq200x.h文件為maxqi2c庫所需的每個(gè)端口引腳進(jìn)行定義。包含了maxqi2c.h文件,以支持固件調用maxqi2c庫函數。

固件分成5步,在max1169.c文件中標出(參見(jiàn)附錄A)。

第1步初始化UART0,以19200bps進(jìn)行異步通信。注意,如果MAXQ2000系統時(shí)鐘不是20MHz,必須修改寄存器PR0的分配以獲得所需的波特率。

第2步調用i2cInit()函數,以初始化I2C總線(xiàn)MAXQ2000所使用的引腳。

第3步初始化參數,調用i2cRecv()函數。參數經(jīng)過(guò)初始化,按照下面的格式傳送I2C命令:

[S] [ADDR] [R] [A] [clock stretch] [DATA0] [A] [DATA1] [A (termination)]

第4步將地址參數設置為0。使i2cRecv()函數按照下面的格式傳送I2C命令:

[clock stretch] [DATA0] [A] [DATA1] [A (termination)]

第5步是周期不確定的循環(huán)。該循環(huán)調用i2cRecv() (按照第4步定義的格式),從MAX1169接收一個(gè)16位采樣。由UART0將該16位采樣傳送(MSB在前)至PC。由于匹配參數i2cDataTerm總是等于I2C_TERM_ACK,循環(huán)的周期不確定,MAX1169不會(huì )看到停止狀態(tài)。

附錄A: max1169.c  

/*
* DEMO of maxqi2c Software I2C Driver
* (uses evkits for the MAX1169 and MAXQ2000)
*
* by: Paul Holden - MAXIM INTEGRATED PRODUCTS
*
*
* DESC: Test program fo

r the maxqI2C.c/maxqi2c.h I2C
* driver for the MAXQ2000. The program reads
* 16-bit samples from the MAX1169 (running in
* continuous conversion mode) and transmits them
* using the UART0 port.
*
* NOTE - THE FOLLOWING CODE ASSUMES THE MAXQ2000 HAS
* A Fsysclk="20MHz".
*/

#include "iomaxq200x.h"
#include "maxqi2c.h"

void main()
{
unsigned char data;

// 1. Init UART0
PD7_bit.bit0 = 1; // Set TX0 pin as output
SCON0 = 0x42;
SMD0 = 0x02;
PR0 = 0x07DD; // 19200bps

// 2. Init bit-banged I2C port
i2cInit();

// 3. Send initial I2C request
// [S] [ADDR+R] [A] [clock_stretch] [DATA0] [A] [DATA1] [A (termination)]
i2cData = (unsigned char *)(&data); // cast needed!
i2cDataAddr = 0x7E;
i2cDataLen = 0x0002;
i2cDataTerm = I2C_TERM_ACK;
i2cRecv();

// 4. Init continuous conversion
// [clock_stretch] [DATA0] [A] [DATA1] [A (termination)]
i2cDataAddr = 0x00;

// 5. Receive a 16-bit sample and transfer it to the UART0 port
// one byte at a time. Repeat forever...
while (1)
{
i2cRecv();

while(!SCON0_bit.TI); // Wait for UART0 Buffer to be empty
SCON0_bit.TI = 0; // Reset TI flag
SBUF0 = data[0]; // Send data byte 0
while(!SCON0_bit.TI); // Wait for UART0 Buffer to be empty
SCON0_bit.TI = 0; // reset TI flag
SBUF0 = data; // Send data byte 1
}
}
本文地址:http://selenalain.com/thread-25222-1-1.html     【打印本頁(yè)】

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