s3c2440的IIC應(yīng)用——讀寫(xiě)AT24C02A

IIC（Inter-Integrated Circuit，I2C）總線是一種由PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微處理器及其外圍設(shè)備，它的最主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單和有效。它只需要數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘線SCL，就能夠?qū)崿F(xiàn)CPU與被控IC之間、IC與IC之間進(jìn)行雙向傳送。

s3c2440內(nèi)部有一個(gè)IIC總線接口，因此為我們連接帶有IIC通信模塊的外圍設(shè)備提供了便利。它具有四種操作模式：主設(shè)備發(fā)送模式、主設(shè)備接收模式、從設(shè)備發(fā)送模式和從設(shè)備接收模式。在這里我們只把s3c2440當(dāng)做IIC總線的主設(shè)備來(lái)使用，因此只介紹前兩種操作模式。在主設(shè)備發(fā)送模式下，它的工作流程為：首先配置IIC模式，然后把從設(shè)備地址寫(xiě)入接收發(fā)送數(shù)據(jù)移位寄存器IICDS中，再把0xF0寫(xiě)入控制狀態(tài)寄存器IICSTAT中，這時(shí)等待從設(shè)備發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，如果想要繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，那么在接收到應(yīng)答信號(hào)后，再把待發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入寄存器IICDS中，清除中斷標(biāo)志后，再次等待應(yīng)答信號(hào)；如果不想再發(fā)送數(shù)據(jù)了，那么把0x90寫(xiě)入寄存器IICSTAT中，清除中斷標(biāo)志并等待停止條件后，即完成了一次主設(shè)備的發(fā)送。在主設(shè)備接收模式下，它的工作流程為：首先配置IIC模式，然后把從設(shè)備地址寫(xiě)入接收發(fā)送數(shù)據(jù)移位寄存器IICDS中，再把0xB0寫(xiě)入控制狀態(tài)寄存器IICSTAT中，這時(shí)等待從設(shè)備發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，如果想要接收數(shù)據(jù)，那么在應(yīng)答信號(hào)后，讀取寄存器IICDS，清除中斷標(biāo)志；如果不想接收數(shù)據(jù)了，那么就向寄存器IICSTAT寫(xiě)入0x90，清除中斷標(biāo)志并等待停止條件后，即完成了一次主設(shè)備的接收。在完成上述兩個(gè)模式時(shí)，主要用到了控制寄存器IICCON、控制狀態(tài)寄存器IICSTAT和發(fā)送接收數(shù)據(jù)移位寄存器IICDS。由于我們只把s3c2440當(dāng)做主設(shè)備來(lái)用，并且系統(tǒng)的IIC總線上只有這么一個(gè)主設(shè)備，因此用來(lái)設(shè)置從設(shè)備地址的地址寄存器IICADD，和用于仲裁總線的多主設(shè)備線路控制寄存器IICLC都無(wú)需配置。寄存器IICCON的第6位和低4位用于設(shè)置IIC的時(shí)鐘頻率，因?yàn)镮IC的時(shí)鐘線SCL都是由主設(shè)備提供的。s3c2440的IIC時(shí)鐘源為PCLK，當(dāng)系統(tǒng)的PCLK為50MHz，而從設(shè)備最高需要100kHz時(shí)，可以將IICCON的第6位置1，IICCON的低4位全為0即可。寄存器IICCON的第7位用于設(shè)置是否發(fā)出應(yīng)答信號(hào)，第5位用于是否使能發(fā)送和接收中斷，第4位用于中斷的標(biāo)志，當(dāng)接收或發(fā)送數(shù)據(jù)后一定要對(duì)該位進(jìn)行清零，以清除中斷標(biāo)志。寄存器IICSTAT的高2位用于設(shè)置是哪種操作模式，當(dāng)向第5位寫(xiě)0或?qū)?時(shí)，則表示結(jié)束IIC或開(kāi)始IIC通訊，第4位用于是否使能接收/發(fā)送數(shù)據(jù)。

由于通訊是雙方的事情，在了解了主設(shè)備的操作模式后，還要清楚從設(shè)備的運(yùn)行機(jī)制，兩者要達(dá)到完美地結(jié)合，才能實(shí)現(xiàn)彼此的通訊。在這里，從設(shè)備是EEPROM——AT24C02A，要想讓s3c2440能夠正確地對(duì)AT24C02A讀寫(xiě)，就必須讓s3c2440的時(shí)序完全按照AT24C02A的時(shí)序。AT24C02A的寫(xiě)操作有兩種模式：字節(jié)寫(xiě)和頁(yè)寫(xiě)。字節(jié)寫(xiě)是先接收帶有寫(xiě)命令的設(shè)備地址信息，如果符合就應(yīng)答，再接收設(shè)備內(nèi)存地址信息，發(fā)出應(yīng)答后，再接收要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)，這樣就完成了字節(jié)寫(xiě)過(guò)程。頁(yè)寫(xiě)與字節(jié)寫(xiě)的區(qū)別就是，頁(yè)寫(xiě)可以一次寫(xiě)多個(gè)數(shù)據(jù)，而字節(jié)寫(xiě)只能一次寫(xiě)一個(gè)數(shù)據(jù)。但由于AT24C02A的一頁(yè)才8個(gè)字節(jié)，所以頁(yè)寫(xiě)也最多寫(xiě)8個(gè)數(shù)據(jù)，而且只能在該頁(yè)內(nèi)寫(xiě)，不會(huì)發(fā)生一次頁(yè)寫(xiě)同時(shí)寫(xiě)兩頁(yè)的情況。AT24C02A的讀操作有三種模式：當(dāng)前地址讀、隨機(jī)讀和序列讀。當(dāng)前地址讀是只能讀取當(dāng)前地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，它的時(shí)序是先接收帶有讀命令的設(shè)備地址信息，如果符合就應(yīng)答，然后發(fā)送當(dāng)前地址內(nèi)的數(shù)據(jù)，在沒(méi)有接收從主設(shè)備發(fā)來(lái)的應(yīng)答信號(hào)的情況下終止該次操作。隨機(jī)讀的時(shí)序是，連續(xù)接收帶有寫(xiě)命令的設(shè)備地址信息和設(shè)備內(nèi)存地址信息，然后主設(shè)備重新開(kāi)啟IIC通信，AT24C02A再次接收到帶有讀命令的設(shè)備地址信息，在發(fā)出應(yīng)答信號(hào)以后，發(fā)送該內(nèi)存地址的數(shù)據(jù)，在沒(méi)有接收到任何應(yīng)答信號(hào)的情況下結(jié)束該次通信。當(dāng)前地址讀和隨機(jī)讀一次都只能讀取一個(gè)數(shù)據(jù)，而序列讀一次可以讀取若干個(gè)數(shù)據(jù)，它的時(shí)序就是在當(dāng)前地址讀或隨機(jī)讀發(fā)出數(shù)據(jù)后，接收到了應(yīng)答信號(hào)，那么AT24C02A會(huì)把下一個(gè)內(nèi)存地址中的數(shù)據(jù)送出，除非AT24C02A接收不到任何應(yīng)答信號(hào)，否則它會(huì)一直把下一個(gè)內(nèi)存地址中的數(shù)據(jù)送出。序列讀沒(méi)有一頁(yè)8個(gè)字節(jié)的限制。

在介紹完了s3c2440和AT24C02A的IIC通訊方式后，我們就可以寫(xiě)程序了。在這里，我們用UART來(lái)實(shí)現(xiàn)PC機(jī)對(duì)AT24C02A的讀寫(xiě)。UART的通訊協(xié)議是，PC機(jī)先發(fā)送命令字節(jié)：0xC0表示要向AT24C02A寫(xiě)數(shù)據(jù)，0xC1表示要讀取AT24C02A的數(shù)據(jù)，在命令字節(jié)后，緊跟著的是設(shè)備內(nèi)存地址和寫(xiě)入或讀取的字節(jié)數(shù)。如果是要寫(xiě)EEPROM數(shù)據(jù)，則在這三個(gè)字節(jié)后是要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)內(nèi)容。在UART通訊完畢后，s3c2440會(huì)根據(jù)命令的不同，寫(xiě)入或讀取AT24C02A，如果是讀取EEPROM，則s3c2440還會(huì)利用UART把讀取到的數(shù)據(jù)上傳到PC機(jī)。在這個(gè)程序中，我們只開(kāi)啟了UART的接收中斷，而沒(méi)有開(kāi)啟發(fā)送中斷，即讓s3c2440主動(dòng)去完成發(fā)送任務(wù)。并且在與AT24C02A操作中，我們使用的是頁(yè)寫(xiě)和序列讀的模式，這樣可以最大程度的完成一次讀或?qū)懖僮?，而且我們所編?xiě)的頁(yè)寫(xiě)和序列讀子程度也同樣可以實(shí)現(xiàn)字節(jié)寫(xiě)和隨機(jī)讀的模式。在這里我們限制一次讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)量最多為8個(gè)字節(jié)。

unsigned char iic_buffer[8];//IIC數(shù)據(jù)通訊緩存數(shù)組
unsigned char address,length;//EEPROM內(nèi)存地址和數(shù)據(jù)通信的長(zhǎng)度
unsigned char flag;//應(yīng)答標(biāo)志
unsigned char comm;//命令
unsigned char devAddr=0xa0;//從設(shè)備AT24C02A的地址
…………

//IIC通信中斷
void __irq IicISR(void)
{
rSRCPND |= 0x1<<27;
rINTPND |= 0x1<<27;
flag = 0;//清標(biāo)志
}

//UART通信中斷，只開(kāi)啟了接收中斷，因此無(wú)需判斷是接收還是發(fā)送
void __irq uartISR(void)
{
char ch;
static char command;
static char count;
rSUBSRCPND |= 0x1;
rSRCPND |= 0x1<<28;
rINTPND |= 0x1<<28;

ch = rURXH0;//接收字節(jié)數(shù)據(jù)
if(command==0)//判斷命令
{
switch(ch)
{
case 0xc0://寫(xiě)EEPROM
command = 0xc0;
count=0;
comm = 0;
break;
case 0xc1://讀EEPROM
command = 0xc1;
count=0;
comm = 0;
break;
default:
command = 0;
count =0;
rUTXH0=ch;
break;
}
}
else
{
if(command == 0xc0)//寫(xiě)命令
{

count++;
if (count == 1)
{
address = ch;//接收設(shè)備內(nèi)存地址信息
}
else if(count == 2)
{
length = ch;//接收寫(xiě)入數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)信息
}
else//接收具體要寫(xiě)入EEPROM的數(shù)據(jù)
{
iic_buffer[count-3] = ch;
if(count==length+2)//接收完本次所有數(shù)據(jù)
{
rUTXH0=0xc0;
count=0;
command=0;
comm=1;//標(biāo)志寫(xiě)命令，用于主程序
}
}
}
else if(command ==0xc1)//讀命令
{
count++;
if(count==1)
{
address = ch;//接收設(shè)備內(nèi)存地址信息
}
else
{
length = ch;//接收讀取數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)信息
rUTXH0=0xc1;
count=0;
command=0;
comm = 2;//標(biāo)志讀命令，用于主程序
}
}
}
}

//AT24C02A頁(yè)寫(xiě)，當(dāng)sizeofdate為1時(shí)，是字節(jié)寫(xiě)
//輸入?yún)?shù)依次為設(shè)備內(nèi)存地址、IIC數(shù)據(jù)緩存數(shù)組和要寫(xiě)入的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
void wr24c02a(unsigned char wordAddr,unsigned char *buffer,int sizeofdate )
{
int i;
flag =1;//應(yīng)答標(biāo)志
rIICDS = devAddr;
rIICCON &= ~0x10;//清中斷標(biāo)志
rIICSTAT = 0xf0;//主設(shè)備發(fā)送模式
while(flag == 1)//等待從設(shè)備應(yīng)答，
delay(100);//一旦進(jìn)入IIC中斷，即可跳出該死循環(huán)

flag = 1;
rIICDS = wordAddr;//寫(xiě)入從設(shè)備內(nèi)存地址
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);

//連續(xù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)
for(i=0;i{
flag = 1;
rIICDS = *(buffer+i);
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);
}

rIICSTAT = 0xd0;//發(fā)出stop命令，結(jié)束該次通訊
rIICCON = 0xe0;//為下次IIC通訊做準(zhǔn)備

delay(100);//等待
}

//AT24C02A的序列讀，當(dāng)sizeofdate為1時(shí)，是隨機(jī)讀
//輸入?yún)?shù)依次為設(shè)備內(nèi)存地址、IIC數(shù)據(jù)緩存數(shù)組和要讀取的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)
void rd24c02a(unsigned char wordAddr,unsigned char *buffer,int sizeofdate )
{
int i;
unsigned char temp;
flag =1;
rIICDS = devAddr;//
rIICCON &= ~0x10;//清中斷標(biāo)志
rIICSTAT = 0xf0;//主設(shè)備發(fā)送模式
while(flag)
delay(100);

flag = 1;
rIICDS = wordAddr;
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);

flag = 1;
rIICDS =devAddr;//
rIICCON &= ~0x10;
rIICSTAT = 0xb0;//主設(shè)備接收模式
while (flag)
delay(100);

flag = 1;
temp = rIICDS;//讀取從設(shè)備地址
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);

//連續(xù)讀
for(i=0;i{
flag = 1;
if(i==sizeofdate-1)//如果是最后一個(gè)數(shù)據(jù)
rIICCON &= ~0x80;//不再響應(yīng)
*(buffer+i) = rIICDS;
rIICCON &= ~0x10;
while(flag)
delay(100);
}

rIICSTAT = 0x90;//結(jié)束該次通訊
rIICCON = 0xe0;//

delay(100);
}

void Main(void)
{
…………
//初始化IIC
rIICCON = 0xe0;//設(shè)置IIC時(shí)鐘頻率，使能應(yīng)答信號(hào)，并開(kāi)啟中斷
rIICSTAT = 0x10;

pISR_UART0 = (U32)uartISR;
pISR_IIC = (U32)IicISR;

flag=1;
comm=0;

while(1)
{
switch(comm)//判斷命令
{
case 1://寫(xiě)EEPROM命令
wr24c02a(address,iic_buffer,length);
comm=0;
flag=1;
address=0;
length=0;
break;
case 2://讀EEPROM命令
rd24c02a(address,iic_buffer,length);
comm=0;
flag=1;
address=0;
for(i=0;i{
delay(500);
rUTXH0 = iic_buffer[i];
}
length=0;
break;
}
}
}


雖然這段程序不是很難，但也花費(fèi)了我不少的時(shí)間，總是出現(xiàn)這樣或那樣的問(wèn)題?，F(xiàn)在我就把編寫(xiě)上述程序時(shí)需要注意的事項(xiàng)總結(jié)幾點(diǎn)，避免大家少走彎路：
⑴清IIC中斷標(biāo)志語(yǔ)句rIICCON &= ~0x10;一定要在讀寫(xiě)寄存器IICDS的后面，不能放到它的前面；
⑵在等待應(yīng)答的死循環(huán)while內(nèi)，一定要加上延時(shí)的程序；
⑶在讀取AT24C02A數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)讀到最后一個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，一定不能讓s3c2440發(fā)送應(yīng)答信號(hào)，否則以后會(huì)無(wú)法再讀取AT24C02A數(shù)據(jù)，除非關(guān)電重啟；
⑷在真正對(duì)AT24C02A進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)時(shí)，在發(fā)送帶有讀命令的從設(shè)備地址后，AT24C02A會(huì)再返回一個(gè)從設(shè)備地址信息或從設(shè)備內(nèi)存地址信息作為應(yīng)答，所以一定要把該字節(jié)讀取后拋棄，因?yàn)樗皇俏覀兯x取的信息；
⑸按照AT24C02A的時(shí)序，在發(fā)送從設(shè)備地址字節(jié)時(shí)，它的最低位是0表示寫(xiě)，1表示讀。但對(duì)于s3c2440來(lái)說(shuō)，不用人為設(shè)置這一位，即是0是1都無(wú)所謂，因?yàn)檫@一位是由s3c2440根據(jù)是主設(shè)備發(fā)送模式還是主設(shè)備接收模式來(lái)自動(dòng)設(shè)置。