小白菜的学习之路系列之一——标准IIC编写

2012-12-4 14:17:03 2438

1 本帖最后由 3htech 于 2012-12-4 14:18 编辑小白菜的IIC 学习之路标准模式 IIC 模拟总线编写一，为了那“可恶”的目的 2011 年初，小白菜的工作比较清闲了，于是小白菜就开始IIC 学习之路。之前在用 IIC 总线（口线模拟）时，总感觉IIC 移植时不够简介易懂，使用时，函数不能够适应所有IIC 操作，于是小白菜想改写一下IIC 总线操作，使之成为真正的万能IIC 总线驱动。于是小白菜找到目标了：一是编写一个移植性极其好的 IIC 总线操作，只需要简单的改动就能完成移植。二是编写两个函数，一个是向器件发送数据函数，一个是从器件中读取数据函数。并且这两个函数真正适应所有不同的IIC 器伯的操作。二，过程抽象为了达到以上的目的，小白菜需要先对 IIC 进行一次抽象。 1 单片机向器件发送数据时的抽象过程（这里的抽象指的是抽象出不依赖具体器件的 IIC 操作）发送时的流程： (1) MCU 启动总线 (2) 发送器件IIC 地址 接收 ACK 信号 (3) 发送寄存器地址1  接收 ACK 信号 [发送寄存器地址2  接收 ACK 信号] 有些器件可能没有寄存器地址（小白菜还没有遇到过），所以该步可能不需要。 (4) 发送数据1  接收 ACK 信号  发送数据2  接收 ACK 信号  发送数据3  接收 ACK 信号 …… (5) MCU 关闭总线，发送完成。我们来具体的分析一下，第(1)步启动总线，第(2)步发送 1B 数据（IIC 地址），接收一个ACK 信号第(3)步发送 1B 数据（寄存器地址1），接收一个ACK 信号，发送1B 数据（寄存器地址2），接收一个ACK 信号第(4)步发送 1B 数据（数据1），接收一个ACK 信号，发送1B 数据（数据2），接收一个 ACK 信号…… 第(5)步关闭总线写到这里，有些人可能看出来了，其实发送时不论数据或地址，都是一个相同过程，启动总线后，MCU 发送一个字节，等一个ACK 信号，再发送一个字节，等一个ACK 信号，发送……，哎、发送完了，得了，关闭总线。继续进行抽象，我们可以把第(2)、(3)、(4)步进行合并，得到IIC 写操作抽象：第(1)步启动总线，第(2) (3) (4)步发送 1B 数据，接收一个ACK 信号，直到发送完成第(5)步关闭总线到这里之后，似乎是大功告成了，但是小白菜一想，这么多数据，参数肯定是用指针+ 数据字节数还进行传递，可是像读写EEPROM 这样的器件，地址就丙三字节，但一次写入的数据可能有很多个字节，于是小白菜把(2) (3) 合在一起，把数据发送部分(4)单独拿出来。小白菜得到了最终的 IIC 写操作的抽象第(1)步启动总线，第(2) (3)步发送 1B 数据，接收一个ACK 信号，直到发送完成（发送地址）第(4)步发送 1B 数据，接收一个ACK 信号，直到发送完成（发送数据）第(5)步关闭总线小白菜据此写出了函数名及形参和流程图（就是上面的抽象，所以嘛，就不写了）。 extern uint8 IIC_MCU_Send_Str(uint8 PAddr, uint8 AddrNum, uint8 PDataAddr, uint16 DataNum) PAddr ：I 第1 批发送的数据的首地址。这部分IC 地址以及子地址。PAddr[0]中存放IIC 地址，后面的存放子地址。 AddrNum ：IIC 以及子地址的字节数。不可为0. PDataAddr ：第2 批发送的数据的首地址。这部分是发送的数据。 DataNum ：第2 批要发送的字节数(最大为65536 个字节)。为0 时不发送这一部分。 2 单片机从有寄存器的IIC 器件读取数据时的抽象过程：发送时的流程： (1) MCU 启动总线 (2) 发送器件IIC 地址 接收 ACK 信号 (3) 发送寄存器地址1  接收 ACK 信号 [发送寄存器地址2  接收 ACK 信号] 有些器件可能没有寄存器地址（小白菜还没有遇到过），所以该步可能不需要。 (4) MCU 重新启动总线 (5) 发送器件IIC 地址（最低位置1 以表明是读操作）  接收 ACK 信号 (6) 接收数据1  发送 ACK 信号接收数据2  发送 ACK 信号接收数据3  发送 ACK 信号 …… (7) 接收最后一字节数据 发送非ACK 信号 (8) MCU 关闭总线，接收完成。根据该流程，我们可以清楚地得到读取时的抽象：第(1)步 MCU 启动总线第(2) (3) 步发送 1B 数据，接收一个ACK 信号，直到发送完成（发送地址）第(4) 步 MCU 重新启动总线第(5) 步发送器件IIC 地址（最低位置1 以表明是读操作）  接收 ACK 信号第(6) 步接收前面的字节，发送ACK 信号第(7) 步接收最后一字节数据，发送非ACK 信号第(8) 步 MCU 关闭总线，接收完成。虽然这里步骤多了，但是，函数参数也用不了几个，首先要知道地址吧，还要知道数据读出来后存放在哪里吧，小白菜想了想，这个函数的参数和写操作函数的参数一样就行了，于是小白菜据写出了函数名及形参和流程图（就是上面的抽象，所以嘛，你懂得） extern uint8 IIC_MCU_Rcv_Str(uint8 PAddr, uint8 AddrNum, uint8 PDataAddr, uint16 DataNum) PAddr ：发送的数据的首地址。这部分IC 地址以及子地址。PAddr[0]中存放IIC 地址，后面的存放子地址。 AddrNum ：IIC 以及子地址的字节数。不可为0. PDataAddr ：存放所接收数据的首地址 DataNum ：要接收的字节数。三奋笔疾书 + 代码移植小白菜开始了写代码了。因为是小白菜嘛，所以一开始也不知道哪些地方在移植时需要修改，于是就开始先写代码，可能在写的时候就能知道了。写啊写，写啊写，终于让小白菜写完了。写着写着还真让小白菜找出了哪里需要移植了。口线需要更改吧，不同的单片机，头文件不一样吧，还得有延时函数需要改吧…… 于是小白菜把在移植时需要更改的地方做了一个“表”，放在H 文件中的“移植修改” 部分。这样，在修改时就可以只修改H 文件中的一个地方，就能快速的完成移植。现在想想，小白菜有的时候也不是那么菜嘛（偷笑 ing）。到现在为止，小白菜的目的已经达到了。突然，后背一凉，心里一个想法冒出来了，刚写完的代码还没测试就飘飘然了！哎，被胜利冲昏了头脑。于是小白菜自已测试了一番， Bug 还真是有，改改更健康～～四使用说明 4.1 移植修改移植修改都在 H 文件中的移植修改部分。下面进行具体说明。 //----------------------------------------------------------------------------// // 编号：1 // 名称： // 功能：单片机寄存器头文件，例如reg51.h //----------------------------------------------------------------------------// #include "ATT703x.H" 4.1.1 这部分是请您把使用的单片机的头文件包含进来。大虾们用过MCU 多了，知道不同的MCU，其寄存器定义是不一样滴，不是所有的51 单片机都用Reg51.H 或Reg52.H 头文件的。 //----------------------------------------------------------------------------// // 编号：2 // 名称：SDA， SCL // 功能：模拟I2C 数据传送位 //----------------------------------------------------------------------------// #if defined(IIC_IO_ENABLE) *it SDA = P0^0; // 模拟I2C 数据传送位。 it SCL = P2^6; // 模拟I2C 时钟控制位。 #endif 4.1.2 SDA 和SCL 口线定义。这里就是您用的口线，如果您告诉我您不知道怎么改，好吧，你赢了…… //----------------------------------------------------------------------------// // 编号：3 // 名称：IIC_Delay_1US() // 功能：精确的1 微秒延时函数。请根据您所用的单片机来正确设置。 // ：如果您的系统中有精确的微妙级延时函数，那么您可以直接使用。 // ：例如，您的延时函数是Delay_1us()，那么您可以使用下句 // ：#define IIC_Delay_1us() Delay_1us() // ：来实现延时。 //----------------------------------------------------------------------------// #defineIIC_Delay_500ns() _nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();_nop_(); #define IIC_Delay_1US() IIC_Delay_500ns();IIC_Delay_500ns(); 4.1.3 软件延时函数，这里是标准IIC，不是快速IIC。1us 的延时怎么做呢？当然是nop 函数了。如果您不知道一个nop 的执行时间，那么说明您需要好好看看手册了。 4.1.4 好多单片机都需要设置时钟，设置GPIO 状态，所以在使用IIC 之前，请一定确保MCU 先初始化完毕。 4.2 函数说明 4.2.1 MCU 向IIC 器件发送多字节数据函数 //----------------------------------------------------------------------------// // MCU 向IIC 器件发送多字节数据函数（对外提供服务） //函数名称：IIC_MCU_Send_Str //函数功能：MCU 向IIC 从器件发送多字节数据。本函数是写IIC 从器件的抽象函数。 //入口参数： // PAddr： IIC 地址以及子地址。PAddr[0]中存放IIC 地址，后面的存放子地址。 // AddrNum ： IIC 以及子地址的字节数。不可为0. // // PDataAddr：第 2 批发送的数据的首地址。这部分是发送的数据。 // DataNum ：第 2 批要发送的字节数(最大为65536 个字节)。为0 时不发送这一部分。 //出口参数：0 = 操作成功，1 = 操作出错。 //重要说明：这是一个从启动IIC 总线到发送数据再到最后结束总线为止的完整的发送过程。 // 数据发送的顺序是先发送PAddr[0]，最后发送PAddr[AddrNum - 1],然后发送 // PDataAddr[0]，最后发送PDataAddr[DataNum - 1]。 // 一般地，PAddr 用于发送器件IIC 地址和子地址，PDataAddr 用于发送数据。 // 本函数对有无子地址的IIC 器件都适用。 //----------------------------------------------------------------------------// extern uint8 IIC_MCU_Send_Str(uint8 PAddr, uint8 AddrNum, uint8 PDataAddr, uint16 DataNum) 应用示例：从 0x00 字节地址开始写AT24C02，写入10 个字节数（这里不考虑页写等待，因为和 IIC 写无关），这10B 数据存放在unsigned char Buf[10]中，写入时要求Buf[0]写入0x00 字节地址，Buf[1]写入0x01 字节地址……。 A2、A1、A0 全接地。（有人说我没说明WP 的接法……我只有一个问题，你是来砸场子的么！！！）首先组织 IIC 地址，设置一数组unsigned char Addr[2]，其中Addr[0] = 0xA0，Addr[1] = 0x00; Addr [0]中存放的是(二进制表示) 1 0 1 0 A2 A1 A0 0（LSB） Addr [1]中存放的是(二进制表示) a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0（LSB）调用时 IIC_MCU_Send_Str(Addr, 2, Buf, 10); 您还应当查看一下函数的返回值，是0 表示操作成功，否则操作失败。 4.2.1 MCU 从有子地址的IIC 器件中接收多字节函数 //----------------------------------------------------------------------------// // MCU 从有子地址的IIC 器件中接收多字节函数（对外接口） //函数名称：IICMCURcvStr //函数功能：本函数用于有子地址的IIC 器件的读操作。 //入口参数： // PAddr： IIC 地址以及子地址。PAddr[0]中存放IIC 地址，后面的存放子地址。 // AddrNum ： IIC 以及子地址的字节数。为0 时出错. // PDataAddr：存放所接收数据的首地址 // DataNum ：要接收的字节数。合法值1-65535。为0 时出错。 // //出口参数：0 = 操作成功，1 = 操作出错。 //重要说明： // 读取的第一个数据存放在PDataAddr[0]中，第一个存放在PDataAddr[1]中…… // 有子地址的IIC 器件的读操作是： // MCU 先启动总线，然后发送器件的IIC 地址和需要操作的子地址 //（这一部分就是PAddr），之后重新启动总线，再次发送器件的IIC 地址且最低位置1 以表明是读 // 操作，等待应答后便开始接收数据（这一部分是PDataAddr），最后关闭总线。 //----------------------------------------------------------------------------// extern uint8 IIC_MCU_Rcv_Str(uint8 PAddr, uint8 AddrNum, uint8 PDataAddr, uint16 DataNum) 读取的第一个数据存放在 PDataAddr[0]中，第一个存放在PDataAddr[1]中…… 应用示例：从 0x00 字节地址开始读AT24C02，读10 个字节数并且存放在unsigned char Buf[10]中， A2、A1、A0 全接地。（有人说我没说明WP 的接法……还提这个问题！！）首先组织 IIC 地址，设置一数组unsigned char Addr[2]，其中Addr[0] = 0xA0，Addr[1] = 0x00; Addr [0]中存放的是(二进制表示) 1 0 1 0 A2 A1 A0 0（LSB） Addr [1]中存放的是(二进制表示) a7 a6 a5 a4 a3 a2 a1 a0（LSB）调用时 IIC_MCU_Rcv_Str (Addr, 2, Buf, 10); 这样，Buf[0]是读取到的0x00 字节地址的数据，Buf[1]是0x01 字节地址的数据…… 您还应当查看一下函数的返回值，是 0 表示操作成功，否则操作失败。五最后的废话好吧，有人会说这个实现的有点罗嗦，不如直接以IIC 地址，寄存器地址做参数来的方便；虽然有时候我也这么觉得。但是、但是、但是什么呢？下期见！ 3htech 我是一颗小白菜 IIC.rar (94 KB, 下载次数: 56 )* 1
2012-12-4 14:17:03　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 小白菜的IIC学习之路（下载） 16193 • 小白菜的EEPROM学习之路(下载) 22373 • 小白菜的学习之路系列之二——EEPROM全系列驱动编写 2619 • 小白菜的学习之路系列之三——一种基于定时器的按键检... 1261 • 小白菜的学习之路系列之四——欢天喜地摇摇棒 20479 • 小白菜的学习之路系列之四——欢天喜地摇摇棒 2376 • 小白菜鸟请教一个问题。 1713 • 小白菜的电子生活之路【连载】【2013-07-01】 3858 • 毫米波突然从没人疼爱的小白菜，变成炙手可热的香饽饽 3425 • 小白菜的STM32cubeMX学习（1）点亮第一颗LED 精选资料分享 1097 4 个讨论