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硬件驱动——I.MX6ULL裸机启动（6）（i2c相关设置）

news 2025/9/18 8:11:14

※重点：

1

i2c：i2c是一种双向的二线制同步串行总线协议，由飞利浦公司于1980年代开发，主要用于微控制器与外围设备之间的短距离，低速率通信，其核心特点是仅需两根信号线（SCL和SDA）即可实现多设备连接，支持主从架构和半双工通信

简述i2c发送一个字节的时序：先将SDA线置于低电平状态发送一个起始信号，然后将设备地址由高位到低位进行发送给从机，最后一位比特置于0，从机发送一个应答信号ACK，主机向从机发送一个寄存器地址，从机发送应答信号ACK，主机向从机发送一个数据，从机发送一个应答信号ACK，主机发送一个停止信号。

2

简述通过i2c写入某个设备的时序：先将SDA线置于低电平状态发送一个起始信号，然后将设备地址由高位到低位进行发送给从机，最后一个比特位置于0，从机发送一个应答信号ACK，主机向从机发送一个寄存器地址，从机发送一个应答信号ACK，主机向从机依次发送1个字节的数据，每发送一个数据，从机发送一个应答信号ACK，直到发完数据为止，主机发送一个停止信号。

3

简述通过i2c读取某个设备的时序：先将SDA数据线置于低电平状态发送一个起始信号，然后将设备地址由高到低进行发送给从机，最后一个比特置于0位，从机发送应答信号ACK，主机向从机发送一个寄存器地址，从机发送应答信号ACK，主机再次发送一个起始信号，再将设备地址发送给从机，最后一个比特位置于1，从机发送应答信号ACK，从机向主机每发送一个字节数据，主机发送应答信号ACK，发送到最后一个数据结束，主机发送信号NO ACK，主机发送一个停止信号。

4.

i2c在硬件设计时需要注意的问题：在SDA和SCL两条线上必须装两个上拉电阻（4.7~10kΩ），上拉电阻越小越强

一.i2c相关定义和概念

i2c通信主机时芯片与芯片之间，为半双工的通信方式

i2c连接方式为两根线SDA（数据线），SCL（时钟线），时钟线的作用是统一收发速率的

电路设置应注意的问题：在SDA和SCL两条线上必须装两个上拉电阻（4.7~10kΩ），上拉电阻越小越强

上拉电阻的作用是：保证SCL和SDA都在释放总线时，让SDA保持高电平

二.i2c的时序问题

空闲时：SCL和SDA都保持高电平状态

发数据时从左到右（MSB先行原则），SCL在高电平采样

接收方发送应答信号，每发完一个字节都要进行一次应答（答的低电平为ACK，高电平为NACK（默认））

停止信号：SCL为高电平时，SCL会将SDA拉成高电平然后处于空闲状态

i2c的发送频率由主机决定

i2c协议：按七个比特位来计算，第八个比特为0，表示主机发往从机，为1是表示从机发送给主机

第八个比特位为R/W数据流向位

三.AT24C08

大小为2k，256*8，有256个字节

波特率为：100khz~400khz

四.相关代码

#include "i2c.h"#include "fsl_iomuxc.h"
#include "delay.h"#define IEN     (7)
#define MSTA    (5)
#define MTX     (4)
#define TXAK    (3)
#define RSTA    (2)#define ICF     (7)
#define IBB     (5)
#define IAL     (4)
#define IIF     (1)void init_i2c1(void)
{IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART4_TX_DATA_I2C1_SCL,1);      //配置SCL时钟总线的IO复用功能IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART4_RX_DATA_I2C1_SDA,1);      //配置SDA数据总线的IO复用功能IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART4_TX_DATA_I2C1_SCL,0xF0B0);      //配置SCL时钟总线的电气属性IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART4_RX_DATA_I2C1_SDA,0xF0B0);      //配置SDA数据总线的电气属性I2C1->I2CR &= ~(1 << 7);            //在设置波特率之前将该位清零I2C1->IFDR = 0x15;                  //设置i2c的波特率I2C1->I2CR |= (1 << 7);             //在设置完波特率后将该位置1}
void i2c_write(I2C_Type *base, unsigned char device_address, unsigned short reg_address, int reg_len, const unsigned char *data, int len)
{base->I2SR &= ~((1 << IAL) | (1 << IIF));       //在启动通信之前需要将TAL和IIF位清零while((base->I2SR & (1 << ICF)) == 0);          //阻塞等待，判断数据是否在传输，当ICF位为1则传输完成base->I2CR |= (1 << MSTA) | (1 << MTX);         //将MSTA位置1，之后会发送一个起始位。发送从机地址时，MTX位总是为1base->I2CR &= ~(1 << TXAK);                     //在发送数据时表面是否监测应答，接收数据时表面是否回应应答，将TXAK位清零则开启应答base->I2SR &= ~(1 << IIF);                      //无论发送数据还是接收数据之前，都必须将IIF为清零base->I2DR = device_address << 1;               //将设备地址向左移一个比特，将最后一位比特置0while((base->I2SR & (1 << IIF)) == 0);          //若IIF位置1则发送完毕int i;for(i = 0; i < reg_len; ++i){base->I2SR &= ~(1 << IIF);                      //将IIF位清零base->I2DR = reg_address >> (reg_len - i - 1) * 8;                       //发送寄存器的地址while((base->I2SR & (1 << IIF)) == 0);          //判断IIF位是否为1}while(len--)                                    //发送的字节数--{base->I2SR &= ~(1 << IIF);                  //将IIF位清零base->I2DR = *data++;                       //将数据以一个字节为单位，依次进行发送while((base->I2SR & (1 << IIF)) == 0);      //判断IIF位是否为1}base->I2CR &= ~(1 << MSTA);                     //将MSTA位清零，主机会发送一个停止信号while((base->I2SR & (1 << IBB)) != 0)           //判断IBB位是否为0，为0则为已发送停止信号{delayus(100);                               //延时一毫秒}
}void i2c_read(I2C_Type *base, unsigned char device_address, unsigned short reg_address, int reg_len, unsigned char *data, int len)
{base->I2SR &= ~((1 << IAL) | (1 << IIF));       //在启动通信之前需要将TAL和IIF位清零while((base->I2SR & (1 << ICF)) == 0);          //阻塞等待，判断数据是否在传输，当ICF位为1则传输完成base->I2CR |= (1 << MSTA) | (1 << MTX);         //将MSTA位置1，之后会发送一个起始位。发送从机地址时，MTX位总是为1base->I2CR &= ~(1 << TXAK);                     //在发送数据时表面是否监测应答，接收数据时表面是否回应应答，将TXAK位清零则开启应答base->I2SR &= ~(1 << IIF);                      //将IIF位清零base->I2DR = device_address << 1;                       //发送寄存器的地址while((base->I2SR & (1 << IIF)) == 0);          //判断IIF位是否为1int i; //0x1234 reg_len = 2for(i = 0; i < reg_len; ++i){base->I2SR &= ~(1 << IIF);                      //将IIF位清零base->I2DR = reg_address >> (reg_len - i - 1) * 8;                       //发送寄存器的地址while((base->I2SR & (1 << IIF)) == 0);          //判断IIF位是否为1}base->I2CR |= (1 << RSTA);                      //当RSTA位为1时，主机重新发起起始信号base->I2SR &= ~(1 << IIF);                      //将IIF位清零base->I2DR = device_address << 1 | 1;                       //发送寄存器的地址while((base->I2SR & (1 << IIF)) == 0);          //判断IIF位是否为1base->I2CR &= ~(1 << MTX);                       //发送从机地址时，MTX位总是为1，接收数据时MTX位要为0base->I2SR &= ~(1 << IIF);                      //将IIF位清零if(1 == len){base->I2CR |= (1 << TXAK);                   //在发送数据时表面是否监测应答，接收数据时表面是否回应应答，将TXAK位清零则开启应答}*data = base->I2DR;                         //在数据传输之前需要假读一次while(len-- != 0){while((base->I2SR & (1 << IIF)) == 0);      //判断IIF位是否为1base->I2SR &= ~(1 << IIF);                      //将IIF位清零if(len == 0){base->I2CR &= ~((1 << MSTA) | (1 << TXAK));      //MSTA发送一个停止位while((base->I2SR & (1 << IBB)) != 0)           //判断IBB位是否为0，为0则为已发送停止信号{delayus(100);                               //延时一毫秒}}else if(len == 1){base->I2CR |= (1 << TXAK);                   //在发送数据时表面是否监测应答，接收数据时表面是否回应应答，将TXAK位清零则开启应答,置1则发送NO ACK}*data++ = base->I2DR;}
}void xfer(I2C_Type *base, struct I2C_MSG *msg)
{if(msg->driection == I2C_Write){i2c_write(base, msg->dev_address, msg->reg_address, msg->reg_len, msg->data, msg->len);}else{i2c_read(base, msg->dev_address, msg->reg_address, msg->reg_len, msg->data, msg->len);}}
#ifndef __I2C_H__
#define __I2C_H__
#include "MCIMX6Y2.h"
extern void init_i2c1(void);
extern void i2c_write(I2C_Type *base, unsigned char device_address, unsigned short reg_address, int reg_len, const unsigned char *data, int len);
extern void i2c_read(I2C_Type *base, unsigned char device_address, unsigned short reg_address, int reg_len, unsigned char *data, int len);
enum I2C_Driection
{I2C_Write = 0,I2C_Read = 1
};struct I2C_MSG
{unsigned char dev_address;unsigned short reg_address;int reg_len;unsigned char *data;int len;enum I2C_Driection driection;
};extern void xfer(I2C_Type *base, struct I2C_MSG *msg);
#endif


#include "i2c.h"
#include "MCIMX6Y2.h"float lm75_get_temperature(void)
{unsigned char buffer[2] = {0};short s;struct I2C_MSG msg ={.driection = I2C_Read,.dev_address = 0x48,.reg_address = 0,.reg_len = 1,.data = buffer,.len = 2};xfer(I2C1, &msg);//i2c_read(I2C1,0x48,0,1,buffer,2);s = buffer[0] << 8;s |= buffer[1];s >>= 7;return s * 0.5;}

#include "beep.h"
#include "led.h"
#include "key.h"
#include "core_ca7.h"
#include "interrupt.h"
#include "clock.h"
#include "epit.h"
#include "gpt.h"
#include "delay.h"
#include "uart.h"
#include "stdio.h"
#include "i2c.h"
#include "string.h"
#include "lm75.h"int main(void)
{init_clock();system_interrupt_init();init_beep();init_led();
//    init_key();
//    init_epit1();init_gpt1();init_uart1();init_i2c1();// const char *s = "Hello";// i2c_write(I2C1, 0x50, 0, (unsigned char *)s, 5);// printf("I2C Write OK");// delayms(500);// unsigned char buffer[16] = {0};// i2c_read(I2C1, 0x50, 0, buffer, 5);// puts((char *)buffer);while(1){// char s1[16];// scanf("%s",s1);// i2c_write(I2C1, 0x50, 0, (unsigned char *)s1, strlen(s1));// printf("ok\n");// delayms(500);// char s2[16] = {0};// i2c_read(I2C1, 0x50, 0, (unsigned char *)s2, strlen(s1));// puts((char *)s2);delayms(500);float f = lm75_get_temperature();int i = f * 10;int n = i / 10;int m = i % 10;printf("%d.%d",n,m);}return 0;
}


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