1 / 56

嵌入式系统开发与应用

嵌入式系统开发与应用. 傅扬烈 计算机应用技术系 407#. 补充教学内容. S3C44B0X 处理器 IIC 接口 一、 IIC 总线协议 二、 S3C44B0X 处理器中 IIC 三、实验箱中 IIC 接口电路 四、程序设计流程. 一、 IIC 总线协议. 采用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容易。

rosine
Download Presentation

嵌入式系统开发与应用

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. 嵌入式系统开发与应用 傅扬烈 计算机应用技术系 407#

  2. 补充教学内容 • S3C44B0X 处理器IIC 接口 • 一、IIC总线协议 • 二、 S3C44B0X 处理器中IIC • 三、实验箱中IIC接口电路 • 四、程序设计流程

  3. 一、IIC总线协议 • 采用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。同时，系统的更改和扩充极为容易。 • 常用的串行扩展总线有： I2C （Inter IC BUS）总线、单总线（1－WIRE BUS）、SPI（Serial Peripheral Interface）总线及Microwire/PLUS等。 本课仅讨论I2C串行总线。

  4. 1、概述 • IIC是由菲利浦半导体公司在八十年代初设计出来的，主要是用来连接整体电路(ICS) ，IIC是一种多向控制总线，也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实施数据传输的控制源。这种方式简化了信号传输总线。 • 系统扩展的方法有两种：一种是并行总线，另一种是串行总线。

  5. 2、I2C总线的硬件结构 I2C总线只有两根双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。 主机 初始化发送产生时钟信号和终止发送的器件 从机 被主机寻址的器件 多主机 同时有多于一个主机尝试控制总线但不破坏报文

  6. I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。I2C总线通过上拉电阻接正电源。当总线空闲时，两根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线“与”关系。

  7. 每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。主机与其它器件间的数据传送可以是由主机发送数据到其它器件，这时主机即为发送器。由总线上接收数据的器件则为接收器。每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。主机与其它器件间的数据传送可以是由主机发送数据到其它器件，这时主机即为发送器。由总线上接收数据的器件则为接收器。 在多主机系统中，可能同时有几个主机企图启动总线传送数据。为了避免混乱， I2C总线要通过总线仲裁，以决定由哪一台主机控制总线。

  8. 8.1.2 I2C总线的数据传送 一、数据位的有效性规定 I2C总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间，数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。

  9. SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。SCL线为高电平期间，SDA线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL线为高电平期间，SDA线由低电平向高电平的变化表示终止信号。 二、起始和终止信号

  10. 起始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后，总线就处于被占用的状态；在终止信号产生后，总线就处于空闲状态。 连接到I2C总线上的器件，若具有I2C总线的硬件接口，则很容易检测到起始和终止信号。 接收器件收到一个完整的数据字节后，有可能需要完成一些其它工作，如处理内部中断服务等，可能无法立刻接收下一个字节，这时接收器件可以将SCL线拉成低电平，从而使主机处于等待状态。直到接收器件准备好接收下一个字节时，再释放SCL线使之为高电平，从而使数据传送可以继续进行。

  11. 三、数据传送格式 （1）字节传送与应答 每一个字节必须保证是8位长度。数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。

  12. 由于某种原因从机不对主机寻址信号应答时（如从机正在进行实时性的处理工作而无法接收总线上的数据），它必须将数据线置于高电平，而由主机产生一个终止信号以结束总线的数据传送。由于某种原因从机不对主机寻址信号应答时（如从机正在进行实时性的处理工作而无法接收总线上的数据），它必须将数据线置于高电平，而由主机产生一个终止信号以结束总线的数据传送。 如果从机对主机进行了应答，但在数据传送一段时间后无法继续接收更多的数据时，从机可以通过对无法接收的第一个数据字节的“非应答”通知主机，主机则应发出终止信号以结束数据的继续传送。 当主机接收数据时，它收到最后一个数据字节后，必须向从机发出一个结束传送的信号。这个信号是由对从机的“非应答”来实现的。然后，从机释放SDA线，以允许主机产生终止信号。

  13. （2）数据帧格式 I2C总线上传送的数据信号是广义的，既包括地址信号，又包括真正的数据信号。 在起始信号后必须传送一个从机的地址（7位），第8位是数据的传送方向位（R/T），用“0”表示主机发送数据（T），“1”表示主机接收数据（R）。每次数据传送总是由主机产生的终止信号结束。但是，若主机希望继续占用总线进行新的数据传送，则可以不产生终止信号，马上再次发出起始信号对另一从机进行寻址。 在总线的一次数据传送过程中，可以有以下几种组合方式：

  14. a、主机向从机发送数据，数据传送方向在整个传送过程中不变：a、主机向从机发送数据，数据传送方向在整个传送过程中不变： 注：有阴影部分表示数据由主机向从机传送，无阴影部分则表示数据由从机向主机传送。 A表示应答， A非表示非应答（高电平）。S表示起始信号，P表示终止信号。。

  15. b、主机在第一个字节后，立即从从机读数据 c、在传送过程中，当需要改变传送方向时，起始信号和从机地址都被重复产生一次，但两次读/写方向位正好反相。

  16. I2C总线协议有明确的规定：采用7位的寻址字节（寻址字节是起始信号后的第一个字节）。I2C总线协议有明确的规定：采用7位的寻址字节（寻址字节是起始信号后的第一个字节）。 （1）寻址字节的位定义 四、总线的寻址 D7～D1位组成从机的地址。D0位是数据传送方向位，为“0”时表示主机向从机写数据，为“1”时表示主机由从机读数据。

  17. 主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较，如果相同，则认为自己正被主机寻址，根据R/T位将自己确定为发送器或接收器。主机发送地址时，总线上的每个从机都将这7位地址码与自己的地址进行比较，如果相同，则认为自己正被主机寻址，根据R/T位将自己确定为发送器或接收器。 • 从机的地址由固定部分和可编程部分组成。在一个系统中可能希望接入多个相同的从机，从机地址中可编程部分决定了可接入总线该类器件的最大数目。如一个从机的7位寻址位有4位是固定位，3位是可编程位，这时仅能寻址8个同样的器件，即可以有8个同样的器件接入到该I2C总线系统中。

  18. 二、 S3C44B0X 处理器中IIC • IIC控制寄存器（IICCON） 0：禁止产生ACK； 1：允许产生ACK信号。 初值 0

  19. IIC控制寄存器（IICCON续） TX clk选择 0：IICCLK = fMCLK /16； 1：IICCLK = fMCLK /512。 初值 0

  20. IIC控制寄存器（IICCON续） Tx/Rx中断允许 0：禁止Tx/Rx中断； 1：允许Tx/Rx中断。 初值 0

  21. IIC控制寄存器（IICCON续） IIC-bus Tx/Rx interrupt pending flag. 0：清除中断标志并重新启动IIC总线写操作； 1：中断标志置位。 初值 0

  22. IIC控制寄存器（IICCON续） IIC-Bus transmit clock prescaler（IIC传输时钟预定标） IIC发送加载初始数据，决定了发送频率 初值 无

  23. IIC总线状态寄存器（IICSTAT） Mode selection 00：从接收10：主接收 01：从发送 11：主发送 初值 00

  24. IIC总线状态寄存器（IICSTAT续） IIC-Bus busy signal status bit: 写0：产生STOP_C信号 读0：IIC总线空闲； 写1：产生START_C信号 读1：IIC总线忙。 初值 0

  25. IIC总线状态寄存器（IICSTAT续） Serial output enable 0：禁止Tx/Rx信号传输 1：允许Tx/Rx信号传输 初值 0

  26. IIC总线状态寄存器（IICSTAT续） arbitration procedure status flag bit（裁决状态） 0：IIC总线仲裁成功 1：仲裁不成功，IIC总线不能工作 初值 0

  27. IIC总线状态寄存器（IICSTAT续） address-as-slave status flag bit 作为从设备：为0：检测到START_C或STOP_C信号； 为1：接收到地址。 初值 0

  28. IIC总线状态寄存器（IICSTAT续） address zero status flag bit: 作为从设备时：为0：收到START_C或STOP_C信号； 为1：IIC总线上的地址为0 初值 0

  29. IIC总线状态寄存器（IICSTAT续） last-received bit status flag bit 接收到的最低数据位：为0：收到ACK信号； 为1：没有接收到ACK信号。 初值 0

  30. IIC总线地址寄存器（ IICADD） 7:1是从设备的设备地址和页面地址； 0位是读写控制（0：写；1：读）； 当SOE=0时可对SlvADDR进行读写 初值 xxxx_xxxx

  31. IIC总线发送接收移位寄存器(IICDS) 7:0存放IIC总线要移位传输或接收的数据 当SOE=1时可对ShitDATA进行读写 初值 xxxx_xxxx

  32. IIC内部控制逻辑框图

  33. 使用S3C44B0X IIC总线读写方法 （写入操作 ） 1、单字节写操作（R/W#=0） Addr：设备、页面及访问地址 注意：Srart后高7位决定地址，最低位决定数据方向（读高写低）

  34. 2、同一页面的多字节写操作（R/W=0） OPADDR：设备及页面地址（高7位） 注意：1、按页存储！ 2、只需写一次页地址，跟多个连续地址数据

  35. 使用S3C44B0X IIC总线读写方法 （读出操作 ） • 1、读任意地址ADDR_R

  36. 2、从地址ADDR_R起连续读出n个字节（同一页面）

  37. 三、实验箱中IIC接口电路 • 键盘显示相关ZLG7290

  38. 注意： • 0的段码共阴是0x3f，共阳是0xc0.显然和上图中的oxFC不一致，为什么？ • 显然：共阴极，且A段是高位！

  39. AT24C08的8Kbit IIC BUS 的串行EEPROM

  40. 四、程序设计流程

  41. 显示主程序 IIC初始化 外层循环 • void led8_test(void) • { • int i, j, k; • iic_init(); • for(;;) • { • for(j=0; j<10; j++) • { • for(i=0; i<8; i++) • { • k = 9-(i+j)%10; • iic_write(0x70, 0x10+i, f_szDigital[k]); • } • delay(1000); • } • } • } 内层循环 要显示的数据（注意不是段码） IIC总线写，设备地址写操作，地址，段码 延时

  42. 关于zlg7290 • 功能描述 • 1 键盘部分 ZLG7290 可采样64 个按键或传感器可检测每个按键的连击次数其基本功能如下 （1） 键盘去抖动处理 当键被按下和放开时可能会出现电平状态反复变化称作键盘抖动若不作处理会引起按键盘命令 错误所以要进行去抖动处理以读取稳定的键盘状态为准 （2） 双键互锁处理 当有两个以上按键被同时按下时ZLG7290 只采样优先级高的按键优先顺序为S1>S2>…>S64 如同时按下S2 和S18 时采样到S2

  43. （3） 连击键处理 当某个按键按下时输出一次键值后如果该按键还未释放该键值连续有效就像连续压按该键 一样这种功能称为连击连击次数计数器RepeatCnt 可区别出单击某些功能不允许连击如开 关或连击判断连击次数可以检测被按时间以防止某些功能误操作如连续按5 秒经入参数设置状态 （4） 功能键处理 功能键能实现2 个以上按键同时按下来扩展按键数目或实现特殊功能如PC 机上的Shift Ctrl Alt 键典型应用图中的S57~S64 为功能键

  44. 2 显示部分 • 在每个显示刷新周期ZLG7290 按照扫描位数寄存器ScanNum 指定的显示位数N 把显示缓存DpRam0 DpRamN 的内容按先后循序送入LED 驱动器实现动态显示减少N 值可提高每位显示扫描时间的占空比以提高LED 亮度显示缓存中的内容不受影响修改闪烁控制寄存器FlashOnOff • 可改变闪烁频率和占空比亮和灭的时间 • ZLG7290 提供两种控制方式寄存器映象控制和命令解释控制如上述对显示部分的控制寄存器映象控制是指直接访问底层寄存器实现基本控制功能这些寄存器须字节操作。 • 命令解释控制是指通过解释命令缓冲区CmdBuf0 CmdBuf1 中的指令间接访问底层寄存器实现扩展控制功能如实现寄存器的位操作对显示缓存循环移位对操作数译码等操作请参考指令详解部分

  45. 四寄存器详解 • 显示部分 6. 闪烁控制寄存器FlashOnOff 地址0CH 复位值0111B/0111B 高4 位表示闪烁时亮的时间低4 位表示闪烁时灭的时间改变其值同时也改变了闪烁频率也能改变亮和灭的占空比FlashOnOff的1 个单位相当于150 250ms 亮和灭的时间范围为1 16 0000B 相当1 个时间单位所有象素的闪烁频率和占空比相同 7. 扫描位数寄存器ScanNum 地址0DH 复位值7 用于控制最大的扫描显示位数有效范围为0 7 对应的显示位数为1 8 减少扫描位数可提高每位显示扫描时间的占空比以提高LED 亮度不扫描显示的显示缓存寄存器则保持不变如ScanNum 3 时只显示DpRam0 DpRam3 的内容 8. 显示缓存寄存器DpRam0 DpRam7 地址10H 17H 复位值00H 00H 缓存中一位置1 表示该像素亮DpRam7 DpRam0 的显示内容对应Dig7 Dig0 引脚

  46. void iic_int(void);中断 • void iic_init(void);初始化 • void iic_write(UINT32T unSlaveAddr, UINT32T unAddr, UINT8T ucData);写 • void iic_read(UINT32T unSlaveAddr, UINT32T unAddr, UINT8T *pData);读

  47. IIC初始化 全局变量 应答 void iic_init(void) { f_nGetACK = 0; // Enable interrupt rINTMOD = 0x0; rINTCON = 0x1; rINTMSK = rINTMSK & (~(BIT_GLOBAL|BIT_IIC)); pISR_IIC= (unsigned)iic_int; 所有中断均为IRQ BIT_GLOBAL(0x1<<26) BIT_IIC (0x1<<5) INTMSK初始值全1，结果第5（IIC），26位（全局）为0，允许中断 矢量中断模式，I、F保留 将 IIC 中断处理程序指针指向 IIC_Int

  48. S3C44B0X slave address 使能ACK（MSB） IICCLK=MCLK/512 IIC中断允许；恢复IIC 预分频5 • // Initialize iic rIICADD = 0x10; • //S3C44B0X slave address rIICCON = 0xe5; • // Enable ACK, interrupt, IICCLK=MCLK/512, Enable ACK//64Mhz/512/(15+1) = 8Khz rIICSTAT= 0x10; • // Enable TX/RX } 使能TX（仅有的1个1）

More Related