S5PV210开发之1.0.12------I2C通信

2023-12-12 10:08

本文主要是介绍S5PV210开发之1.0.12------I2C通信,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

目录

  1. 什么是I2C
  2. I2C的通信时序
  3. I2C的寄存器解析
  4. 什么是G-Sensor
  5. I2C总线的通信流程

1.什么是I2C

  1. 物理接口:SCL + SDA
    (1)SCL:时钟线,传输CLK信号,一般是I2C主设备向从设备提供时钟的通道。
    (2)SDA: 数据线,通信数据都通过SDA线传输。

  2. 原理图:
    在这里插入图片描述

  3. 通信特征:
    (1)串行通信
    (2)同步
    (3)非差分(对应电平信号)
    (4)低速率

  4. 主要用途:SoC和周边外设之间的通信(典型的如EEPROM、电容触摸IC、各种sensor等)

2. I2C的通信时序

在这里插入图片描述
其中
S:起始位,当SCL和SDA都为高电平时,为总线空闲状态,当SDA从1->0时,为起始状态,SDA从0->1时,为结束状态
在这里插入图片描述
时序图:
在这里插入图片描述
解读:为了完成一个字节的传输操作,接收端向发送端发送一个ACK位。ACK脉冲发生在SCL线路的第九个时钟。一个字节的数据传输需要8个时钟。主机产生发送ACK位所需的时钟脉冲。

如果接收到ACK时钟脉冲,发射机将SDA线设置为高,释放SDA线:In Tx mode, the I2CSDA is free in the ACK time.
在ACK时钟脉冲期间,接收器驱动SDA线Low,以便在第九个SCL脉冲的高周期期间SDA保持低。

软件(I2CSTAT)开启或关闭ACK位传输功能。但是,在SCL的第9个时钟上的ACK脉冲需要完成一个字节的数据传输操作。

3. I2C的寄存器解析

  1. 结构框图:
    在这里插入图片描述
    (1)时钟部分,时钟来源是PCLK_PSYS,经过内部分频最终得到I2C控制器的CLK,通信中这个CLK会通过SCL线传给从设备。
    (2)I2C总线控制逻辑(前台代表是I2CCON、I2CSTAT这两个寄存器),主要负责产生I2C通信时序。实际编程中要发送起始位、停止位、接收ACK等都是通过这两个寄存器(背后所代表的电路模块)实现的。
    (3)移位寄存器(shift register),将代码中要发送的字节数据,通过移位寄存器变成1个位一个位的丢给SDA线上去发送/接收。学过数字电路的同学应该对移位寄存器不陌生。
    (4)地址寄存器+比较器。本I2C控制器做从设备的时候用。(理论分析)

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I2CCON寄存器:
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时钟分析:
(1)I2C时钟源头来源于PCLK(PCLK_PSYS,等于65MHz),经过了2级分频后得到的。
(2)第一级分频是I2CCON的bit6,可以得到一个中间时钟I2CCLK(等于PCLK/16或者PCLK/512)
(3)第二级分频是得到最终I2C控制器工作的时钟,以I2CCLK这个中间时钟为来源,分频系数为[1,16]
(4)最终要得到时钟是2级分频后的时钟,譬如一个可用的设置是:65000KHz/512/4=31KHz

中断分析
(1)如果1字节的发送或接收操作完成,则i2c总线中断发生。换句话说,ack周期结束了
(2)bit[4]: I2C-BUS TX / RX中断待定标志.如果该位读取为1,则I2CSCL为低电平,和I2Cstop。要恢复操作,请清除此位为0。

(2)I2CSTAT寄存器
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(3)I2CADD寄存器

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(4)I2CDS寄存器
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4. G-Sensor(KXTE9)

(1) 概念:重力加速度传感器
(2)

  1. KXTE9的I2C地址固定为0b0001111(0x0f)
  2. I2C从设备地址本身是7位的,但是在I2C通信中发送I2C从设备地址时实际发送的是8位,这8位中高7位(bit7-bit1)对应I2C从设备的7位地址,最低一位(LSB)存放的是R/W信(就是说下一个数据是主设备写从设备读(对应0),还是主设备读从设备写(对应1)
  3. 基于上面讲的,对于KXTE9来说,主设备(SoC)发给gsensor信息时,SAD应该是:0b00011110(0x1E)
    如果是主设备读取gsensor信息时,SAD应该是:0b0001111(0x1F)

5.I2C总线的通信流程

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述
框架分析:
我们最终目的是通过读写gsensor芯片的内部寄存器来得到一些信息。为了完成这个目的,我们需要能够读写gsensor的寄存器,根据gsensor的规定我们需要按照一定的操作流程来读写gsensor的内部寄存器,这是一个层次(协议层);我们要按照操作流程去读写寄存器,就需要考虑I2C接口协议(这就是所谓的物理层,本质就是那些时序)。此时主机SoC有或者没有控制器,有控制器时考虑控制器的寄存器,没控制器时要自己软件模拟时序。
协议层的代码主要取决于gsensor芯片;物理层代码主要取决于主机SoC。

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