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1、wordI2C协议 2条双向串行线，一条数据线SDA，一条时钟线SCL。 SDA传输数据是大端传输，每次传输8bit，即一字节。 支持多主控(multimastering)，任何时间点只能有一个主控。 总线上每个设备都有自己的一个addr，共7个bit，广播地址全0. 系统中可能有多个同种芯片，为此addr分为固定局部和可编程部份，细节视芯片而定，看datasheet。1.1 I2C位传输 数据传输：SCL为高电平时，SDA线假如保持稳定，那么SDA上是在传输数据bit； 假如SDA发生跳变，如此用来表示一个会话的开始或完毕后面讲 数据改变：SCL为低电平时，SDA线才能改变传输的bit1.2
2、 I2C开始和完毕信号 开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 完毕信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，完毕传送数据。1.3 I2C应答信号 Master每发送完8bit数据后等待Slave的ACK。 即在第9个clock，假如从IC发ACK，SDA会被拉低。 假如没有ACK，SDA会被置高，这会引起Master发生RESTART或STOP流程，如下所示：1.4 I2C写流程写存放器的标准流程为：1. Master发起START2. Master发送I2C addr7bit和w操作01bit，等待ACK3. Slave发送ACK4. Master
3、发送reg addr8bit，等待ACK5. Slave发送ACK6. Master发送data8bit，即要写入存放器中的数据，等待ACK7. Slave发送ACK8. 第6步和第7步可以重复屡次，即顺序写多个存放器9. Master发起STOP写一个存放器写多个存放器1.5 I2C读流程读存放器的标准流程为：1. Master发送I2C addr7bit和w操作11bit，等待ACK2. Slave发送ACK3. Master发送reg addr8bit，等待ACK4. Slave发送ACK5. Master发起START6. Master发送I2C addr7bit和r操作11bit，等
4、待ACK7. Slave发送ACK8. Slave发送data8bit，即存放器里的值9. Master发送ACK10. 第8步和第9步可以重复屡次，即顺序读多个存放器读一个存放器读多个存放器 对于大多数工程师而言，I2C永远是一个头疼的问题。相比UART和SPI而言，I2C的时序要复杂一些，I2C组合变化也丰富一些。在这里以AT24C04为例说明I2C使用过程中的一些注意点。24C04操作示意图图 AT24C04操作示意图示意图说明：示意图分阐述了4种不同的操作方式，例如写单个存储单元，写多个存储单元，读单个存储单元和写单个存储单元。对于单个操作而言，上部为MCU通过I2C输出的相关指令，下
5、部为I2C设备的响应。例如写单个存储单元操作时，MCU发出I2C启动，设备地址，写标志位等，而I2C设备输出多个ACK。3.1 根本操作方式I2C设备的操作可分为写单个存储字节，写多个存储字节，读单个存储字节和读多个存储字节。相对于AT24C04而言，这些读写动作相对于内部的存储单元而言，对于其他的具备I2C接口的AD或传感器而言，存储单元变成了存放器单元。虽然存在概念上的差异，但是其操作原理确实一样的。3.2 无应答在以上4种情况中，无应答为MCU发出，无应答意为MCU不需要从机输出数据，MCU将会停止本次I2C操作。需要说明的是，无应答并不是一种异常情况。3.3 I2C设备并不只有一个设备
6、地址这一点往往被忽略，一般情况下认为在I2C启动信号之后的字节为I2C从机地址7位。对于AT24C04而言，内部具有4Kb存储位，合计512字节。假如需要访问512字节内容，总共需要9根地址线(8位宽度)，那么上图中的存储地址(8位长度)显然还差了一位，那么就需要从设备地址中“借1位，这就使得AT24C04具有两个I2C地址，例如0x50和0x51。3.4 存储地址相对于AT24C04而言，存储地址占1个字节。假如换成其他I2C设备，例如ADXL345，存储地址被存放器地址替代即可，其他操作方式相似。但是像AT24C32或AT24C64这样的大容量EEPROM，如此存储地址需要2字节描述，也就
7、意味着需要连续发送两个字节地址信息且高字节在前。其他像BH1750这样的光照芯片，存储地址被具体的操作命令替代，使用I2C设备时需要因地制宜，切不可照搬教条。3.5 连续读和连续写限制AT24C04中存在页的概念，一页的大小为8字节，假如果在单页的X围内，存储地址累加，假如超过该页的最大地址，存储地址回到页开始处。所以对于连续读和连续写而言，最大的操作字节数为8。假如需要操作的字节内容超过8字节，如此需要进展翻页操作，即写入下一页的起始存储地址。4 总结 I2C设备有很多种，假如掌握根本原理，便可见招拆招，那是I2C总线就不那么难了。2. PowerPC的I2C实现Mpc8560的CCSR中控
8、制I2C的存放器共有6个。2.1 I2CADR 地址存放器CPU也可以是I2C的Slave，CPU的I2C地址有 I2CADR指定2.2 I2CFDR 频率设置存放器2C总线频率2.3 I2CCR 控制存放器MEN： Module Enable. 置1时，I2C模块使能MIEN：Module Interrupt Enable. 置1时，I2C中断使能。MSTA：Master/slave mode. 1 Master mode，0 Slave mode. 当1-0时，CPU发起STOP信号 当0-1时，CPU发起START信号MTX：Transmit/receive mode select.0
9、Receive mode，1 Transmit modeTXAK：Transfer acknowledge. 置1时，CPU在9th clock发送ACK拉低SDARSTA：Repeat START. 置1时，CPU发送REPEAT STARTBCST：置1，CPU接收广播信息信息的slave addr为7个02.4 I2CSR 状态存放器MCF：0 Byte transfer is in process 1 Byte transfer is pletedMAAS：当CPU作为Slave时，假如I2CDR与会话中Slaveaddr匹配，此bit被置1MBB：0 I2C bus idle 1 I
10、2C bus busyMAL：假如置1，表示仲裁失败BCSTM：假如置1，表示接收到广播信息SRW：When MAAS is set, SRW indicates the value of the R/W mand bit of the calling address, which is sent from the master. 0 Slave receive, master writing to slave 1 Slave transmit, master reading from slaveMIF：Module interrupt. The MIF bit is set when an
11、interrupt is pending, causing a processor interrupt request(provided I2CCRMIEN is set)RXAK：假如置1，表示收到了ACK2.5 I2CDR 数据存放器这个存放器储存CPU将要传输的数据。3. PPC-Linux中I2C的实现 内核代码linux-中，通过I2C总线存取存放器的函数都在文件drivers/i2c/busses/i2c 最重要的函数是mpc_xfer.1. staticintmpc_xfer(structi2c_adapter*adap,structi2c_msg*msgs,intnum)2.
12、3. structi2c_msg*pmsg;4. inti;5. intret=0;6. unsignedlongorig_jiffies=jiffies;7. structmpc_i2c*i2c=i2c_get_adapdata(adap);8.9. mpc_i2c_start(i2c);/ 设置I2CCRMEN, 使能I2C module10.11. /* Allow bus up to 1s to bee not busy */12. /一直读I2CSRMBB，等待I2C总线空闲下来13. while(readb(i2c-base+MPC_I2C_SR)&CSR_MBB)14. if(s
13、ignal_pending(current)15. pr_debug(I2C: Interruptedn);16. writeccr(i2c,0);17. return-EINTR;18. 19. if(time_after(jiffies,orig_jiffies+HZ)20. pr_debug(I2C: timeoutn);21. if(readb(i2c-base+MPC_I2C_SR)=22. (CSR_MCF|CSR_MBB|CSR_RXAK)23. mpc_i2c_fixup(i2c);24. return-EIO;25. 26. schedule();27. 28.29. for(i=0;ret=0&iflags&I2C_M_RD?read:write,33. pmsg-len,pmsg-addr,i+1,num);34. /根据消息里的flag进展读操作或写操作35. if(pmsg-flags&I2C_M_RD)36. ret=mpc_read(i2c,pmsg-addr,pmsg-buf,pmsg-len,i);37. else38. ret=mpc_write(i2c,pmsg-addr,pmsg-buf,pmsg-len,i);39. 40. mpc_i2c_stop(i2c);/保
