gec210 i2c程序io模拟方式实现

开发环境：ubuntu arm-linux-gcc4.4.1

开发板： GEC210开发板

原理图

i2c芯片：FM24CL04

与cpu的连接，GPD1的0,1号引脚。0号引脚对应SDA功能，1号引脚对应SCL引脚

实现：

io方式模拟i2c通信，没有使用i2c控制器

需要使用io引脚输出高低电平模拟i2c信号

或者需要改变为输入模式服务数据

//宏定义

#define GPD1DAT (*(volatile unsigned long*)0xe02000c4)

#define GPD1CON (*(volatile unsigned long*)0xe02000c0)

#define UTXH0   (*(volatile unsigned char*)0xe2900020)

#define UTRSTAT0 (*(volatile unsigned long*)0xe2900010)

//函数声明

void sda_set(unsigned char x);

void scl_set(unsigned char x);

void delay(int n);

void i2c_start(void);

void i2c_stop(void);

void sda_input(void);

void sda_output(void);

void scl_output(void);

unsigned char read_sda(void);

unsigned char wait_ack(void);

void send_ack(unsigned char ack);

unsigned char data_read(unsigned char ack_flag);

unsigned char data_write(unsigned char buf);

unsigned char data_write_buf(unsigned short addr,unsigned char*buf,int len);

unsigned char rand_read_buf(unsigned short addr,unsigned char*buf,int len);

void print_hex(int n);

void print_string(char *);

//测试程序

void i2c_main(void)

{

    unsigned char buf[32];

    int i;

    sda_output();

    scl_output();

    print_string("2017nr");

    for(i=0;i<32;i++)

    {

        buf[i] = i + 0x20;

    }

    data_write_buf(0x0,buf,30);   //向0地址写入30个值

    rand_read_buf(10,buf,20);     //从10地址读取20个值

    for(i=0;i<20;i++)

    {

        print_hex(buf[i]);

    }

    print_string("i2c io test overnr");

    return;    

}

//SDA输出高或低电平

//参数 x非0时输出高电平，x为0时输出低电平

void sda_set(unsigned char x)

{

    if(x)

    {    

        GPD1DAT |= 1;    //输出高电平

    }

    else

    {

        GPD1DAT &= ~1;   //输出低电平

    }    

}

//SCL信号输出高电平或低电平

//参数 x非0时输出高电平，x为0时输出低电平

void scl_set(unsigned char x)

{

    if(x)

    {    

        GPD1DAT |= 1<<1;      //输出高电平

    }

    else

    {

        GPD1DAT &= ~(1<<1);    //输出低电平

    }    

}

//延时函数

void delay(int n)

{

    n = 100*n;

    while(n--);     //直到n减为0

}

//i2c的开始时序

//在SCL为高电平时，SDA由高变为低电平

//尽量保证所有的函数进入时SCL为0，函数返回时SCL也为低

void i2c_start(void)

{

    scl_set(0);      //SCL = 0

    sda_set(1);      //SDA = 1

    scl_set(1);      //SCL = 1

    delay(1);

    sda_set(0);   //SDA = 0

    delay(1);

    scl_set(0);      //SCL = 0

}

//i2c的停止时序

//在SCL为高电平时，SDA由低变为高电平

//最后进入空闲状态，SCL和SDA都保持为高电平

void i2c_stop(void)

{

    scl_set(0);      //SCL = 0

    sda_set(0);      //SDA = 0;

    scl_set(1);      //SCL = 1;    

    delay(1);

    sda_set(1);      //SDA = 1

    scl_set(1);      //SCL = 1

}

//SDA切换为输入模式

//在接收数据或接收应答的时候

//SDA为GPD1 io引脚的0号引脚

void sda_input(void)

{

    GPD1CON &= ~0xf;   //输入模式

}

//SDA切换为输入模式

//在发送数据的时候

//SDA为GPD1 io引脚的0号引脚

void sda_output(void)

{

    GPD1CON &= ~0xf;

    GPD1CON |= 1;   //输出模式

}

//SCL作为主机模式的时候，只需要设置为输出模式

//SCL为GPD1 io引脚的1号引脚

void scl_output(void)

{

    GPD1CON &= ~0xf0;

    GPD1CON |= 1<<4;   //输出模式

}

//在输入模式时，读取SDA引脚的信号

//只需要最低位，因为最低位才是SDA引脚的对应信号

unsigned char read_sda(void)

{

    return GPD1DAT & 1;

}

//主机读取从机发回的应答信号

//

unsigned char wait_ack(void)

{    

    unsigned char tmp;

    scl_set(0);      //SCL = 0;

    sda_set(1);   //SDA = 1    ，释放SDA总线

    sda_input();  //SDA切换为输入模式

    delay(1);

    scl_set(1);      //SCL = 1;

    delay(1);

    tmp = read_sda();  //读取SDA信号

    scl_set(0);    

    delay(1);

    sda_output();  //SDA切换为输出模式

    return tmp;

}

//主机发送应答信号

//参数ack为0时表示需要应答，为1时不应答

//ack是一个时序过程，就是数据发完的第9位，不管主机要不要发送应答

//这个第9位的时序都要出现在8个数据位之后

void send_ack(unsigned char ack)

{

    scl_set(0);      //SCL = 0;

    delay(1);

    sda_set(ack & 1);   //SDA = 0;

    delay(1);

    scl_set(1);    

    delay(3);

    scl_set(0);

}

//写8bits数据时序

unsigned char data_write(unsigned char buf)

{

    unsigned char i;

    scl_set(0);      //SCL = 0;

    delay(1);

    for(i=0;i<8;i++)

    {

        sda_set((buf>>(7-i)) & 1);

        delay(1);

        scl_set(1);   //SCL = 1;

        delay(5);

        scl_set(0);      //SCL = 0;

        delay(1);

    }

    return wait_ack();  //应答时序

}

//当前地址读操作

//fm24cl04读取数据的操作，当前地址的话，重新上电后的当前地址为0

//所以调试的时候注意以下，尽量断电重启

unsigned char data_read(unsigned char ack_flag)

{

    unsigned char i;

    unsigned char buf = 0;

    scl_set(0);      //SCL = 0;

    sda_input();  //sda输入模式

    delay(1);

    for(i=0;i<8;i++)

    {

        buf<<=1;

        scl_set(1);      //SCL = 1;

        delay(1);

        buf |= read_sda();        

//        delay(1);    

        scl_set(0);      //SCL = 0;    

        delay(1);

    }

    sda_output();  //sda输出模式

    send_ack(ack_flag);   //发送应答

    return buf;  //返回收到的数据

}

void i2c_read_buf(unsigned char page,unsigned char*buf,int len)

{

    int i;

    i2c_start();    //起始信号

    while(data_write(0xa1 | (page<<1)) != 0);   //设备地址，读操作,页选择

    for(i=0;i    {

        buf[i] = data_read(i==len-1);  //只有i=9才传入1，其他情况为0

    }

    i2c_stop();

    return;    

}

//写操作

//fm24cl04写数据的操作

unsigned char data_write_buf(unsigned short addr,unsigned char*buf,int len)

{

    int i;

    unsigned char page = addr>>8;   //第9位为fm24cl04的页选择

    i2c_start();    //起始信号

    while(data_write(0xa0 | (page << 1)) != 0);   //设备地址，写操作

    data_write(addr & 0xff);   //发送空间地址

    if(len == 0)   //为随机读创造时序，参看随机读函数

    {

        return;

    }

    for(i=0;i    {

        data_write(buf[i]);  //写入数据

    }

    i2c_stop();

}

//随机读函数操作，与当前地址读的差异

//fm24cl04写数据的操作

unsigned char rand_read_buf(unsigned short addr,unsigned char*buf,int len)

{

    data_write_buf(addr,buf,0);

    i2c_read_buf(addr>>8,buf,len);

}

/*******************************************************************************************/

/*

分割线

以下为串口打印函数，不完整。但是使用uboot的换是可以使用的。

暂时不做详细介绍

*/

void uart0_send_byte(unsigned char buf)

{

    while((UTRSTAT0 & (1<<2)) == 0);  //靠靠靠靠靠靠靠靠

    UTXH0 = buf;

}

void print_string(char*str)

{

    while(*str)

    {

        uart0_send_byte(*str++);

    }

}

void print_hex(int n)

{

    unsigned char arr[8];

    unsigned char i;

    unsigned char tmp;

    for(i=0;i<8;i++)

    {

        tmp = n & 0xf;   //靠靠靠靠4靠靠靠?6靠靠靠靠靠靠靠

        if(tmp > 9)

        {

            arr[i] = tmp + 'a' - 10;   //靠靠靠ASCII?

        }

        else

        {

            arr[i] = tmp + '0';

        }

        n >>= 4;

    }

    print_string("0x");

    for(i=0;i<8;i++)

    {

        uart0_send_byte(arr[7-i]);

    }

    print_string("nr");

}