基于中断和阻塞机制的MQX I2C驱动程序

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姬番余
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1 Freescale Semiconductor Document Number: AN4652 应用笔记 Rev 0, 01/2013 基于中断和阻塞机制的 MQX I2C 驱动程序作者 : 郭嘉 1 简介本应用笔记介绍了基于中断和阻塞机制的 MQX 上的 I2C 驱动程序, 屏蔽了 I2C 模块工作的细节并大大简化了应用代码它包括主机和从机模式文中代码已在 K60N512-TWR 开发板上经过验证 2 驱动程序设计方法该驱动程序完全由中断驱动以下介绍了驱动程序在主机和从机模式下的工作情况主机模式 : 当用作主机并发送数据时, 应用任务将缓冲区的地址和长度传输至驱动程序, 然后它将被阻塞驱动程序完成缓冲区内数据的传输后, 将唤醒应用任务为了减少存储器消耗, 驱动程序不会生成自己的缓冲区并将数据从应用复制到缓冲区该驱动程序直接使用应用层中的缓冲区同样, 当主机接收数据时, 它将缓冲区的地址和长度传输给驱动程序, 然后将由驱动程序挂起, 直到驱动程序完成读取操作请参见图 1 从机模式 : 用作从机时, 存在不同之处和主机不同的, 从机以被动方式工作因此, 当其发送数据时, 它将保持阻塞状态, 直到主机将其读取当其读取数据时, 它将保持阻塞状态, 直到主机向其发送数据请参见图 1 内容 1 简介驱动程序设计方法程序流程通信时序典型时序典型时序主要函数和宏说明使用此驱动程序的演示代码主机演示代码从机演示代码驱动程序安装结论参考 Freescale Semiconductor, Inc.

2 程序流程请参见下图, 了解设计图示应用驱动程序 I2C 总线驱动程序应用主机缓冲区 TX 从机缓冲区 TX 驱动程序 I2C 总线驱动程序主机缓冲区 RX 从机缓冲区 RX 图 1. 设计图示 3 程序流程图 2 显示主机和从机模式下 I2C 驱动程序工作的程序流程图如需了解更多信息, 请参阅 K60P120M100SF2RM: K60 参考手册 ( 可从 freescale.com 获取 ) 2 Freescale Semiconductor, Inc.

3 程序流程清零 IICIF 采用主机模式? Tx Tx/Rx? Rx 仲裁丢失? 发送最后一个字节? 清零 ARBL RXAK=0? 读取最后一个字节? IIAAS=1? IIAAS=1? 地址周期结束 ( 主机 Rx)? 读取倒数第二个字节? ( 读取 ) 地址传输请参见附注 1 SRW=1? 数据传输请参见附注 2 Rx Tx/Rx? ( 写入 ) Tx 将下一字节写入数据寄存器设置 TXACK 生成停止信号 (MST=0) 设置 Tx 模式接收器应答? 将数据写入数据寄存器传送下一字节从数据寄存器读取数据并存储切换到 Rx 模式设置 Rx 模式切换到 Rx 模式从数据寄存器执行空读取生成停止信号 (MST=0) 从数据寄存器读取数据并存储从数据寄存器执行空读取从数据寄存器执行空读取 RTI 注释 : 1. 如果已使能通用调用, 则检查以确定接收到的地址通用调用地址 (0x00) 如果接收到的地址通用调用地址, 则通用调用必须由用户软件处理 2. 如果 10 位寻址进行的从机寻址, 则在扩展地址的首个字节后, 该从机会遭遇中断对于此中断, 必须确保忽略数据寄存器的内容, 且不将其当作有效数据传输图 2. 典型的 I2C 中断例程 Freescale Semiconductor, Inc. 3

4 通信时序 4 通信时序本章节介绍了 I2C 驱动程序 ( 包括读取和写入操作 ) 在主机和从机模式下的典型通信时序 4.1 典型时序通信时序参考了 MMA7660 器件, 它一种可以满足多种应用需求的典型序列对于其他具有特殊要求的时序, 需要稍微调整驱动程序, 以适合新的应用请参阅图 3 主机写入序列和图 4 主机读取序列主机 ST 器件地址 [6:0] W 寄存器地址 [6:0] 数据 [7:0] 数据 [7:0] SP 从机 AK AK AK AK 图 3. 写入序列主机 ST 器件地址 [6:0] W 寄存器地址 [6:0] SR 器件地址 [6:0] R AK 从机 AK AK AK 数据 [7:0] 主机 AK AK NAK SP 从机数据 [7:0] 数据 [7:0] 数据 [7:0] 图 4. 读取序列 4.2 典型时序在某些 Kinetis 器件上, 如果 I2C 模块处于从机状态, 当其接收到主机发送的 STOP 信号时, 它将无法产生中断因此, 驱动程序无法知道何时将数据传输至应用任务为了解决此问题, 需要占用一条命令当寄存器地址为 0xFF 时, 从机将假定其为 STOP 信号并将数据传输至任务 5 主要函数和宏说明下表列出了相关的函数和宏, 及其相关说明 : 函数 / 宏名称说明 _ki2c_isr I2C 中断入口函数 _isr_ii2c_slave 从机中断服务例程 : _isr_ii2c_master 主机中断服务例程 _ki2c_int_fb_tx 应用接口, 用于发送数据, 已映射至 fwrite _fb_tx_master 对于主机, 发送数据下一页继续介绍此表... 4 Freescale Semiconductor, Inc.

5 函数 / 宏名称 _fb_rx_master 对于主机, 接收数据说明 _ki2c_int_fb_rx 应用接口, 用于接收数据, 已映射至 fread _fb_tx_slave _fb_rx_slave #define DEBUG_ENABLE 对于从机, 发送数据对于从机, 接收数据该宏可以输出信息以便调试对于正常用途, 它将被屏蔽使用此驱动程序的演示代码 6 使用此驱动程序的演示代码以下子章节介绍了在主机和从机模式下使用 I2C 驱动程序的演示代码 6.1 主机演示代码 struct STRU_I2C_BUFFER char dst_addr; char reg_addr; char data[100]; // Here is the buffer for sending or // receiving data ; struct STRU_I2C_BUFFER i2c_buf_rx; struct STRU_I2C_BUFFER i2c_buf_tx; int_32 i2c_fb_test_master(void) uint_32 param; int i; int len; file_iic0 = fopen("ii2c0fb:", NULL); if (file_iic0 == NULL) printf("\nopen the IIC0 driver failed!!!\n"); return IIC_ERR; param = ; ioctl(file_iic0, IO_IOCTL_I2C_SET_BAUD, &param); i2c_buf_tx.dst_addr = 0x50; // The I2C slave address i2c_buf_tx.reg_addr = 0; // You may view this as a register // address or a command to slave. i2c_buf_rx.dst_addr = 0x50; // The same as above, for receiving i2c_buf_rx.reg_addr = 0; // The same as above, for receiving for(i=0;i<8;i++) // initialize data i2c_buf_tx.data[i] = 0xb0+i; while(1) printf(" \n"); // send 4 bytes to slave len = fwrite(&i2c_buf_tx, 1, 4, file_iic0); if( len < 4 ) Freescale Semiconductor, Inc. 5

6 使用此驱动程序的演示代码 printf("send failed, len = %d \n", len); else printf("send ok, len = %d \n", len); // clear receiving buffer memset(i2c_buf_rx.data, 0, 4); // receive 4 bytes from slave len = fread(&i2c_buf_rx, 1, 4, file_iic0); printf("get i2c data, len = %x\n", len); for(i=0; i<len; i++) printf("%x \n", i2c_buf_rx.data[i]); _time_delay(10); 图 5 显示此演示的运行结果 6 Freescale Semiconductor, Inc.

7 使用此驱动程序的演示代码图 5. 用于主机读取的控制台输出 6.2 从机演示代码在此演示代码下, 将会创建两个任务, 以单独进行发送和接收但, 这并不必须的 ; 用户也可以在相同任务中进行发送和接收 Freescale Semiconductor, Inc. 7

8 使用此驱动程序的演示代码注由于驱动程序与任务共用同一缓冲区, 请确保在驱动程序工作时数据不得由其他任务或中断修改 #define I2C0_SLAVE_ADDRESS 0x50 char buf_i2c_rx[256]; char buf_i2c_tx[256]; void task_slave_rx(uint_32 initial_data) uint_32 param; uint_32 len; int i; printf("i2c slave demo for FB. *******************\n"); file_iic0 = fopen("ii2c0fb:", NULL); // Set to slave mode with specified slave address param = I2C0_SLAVE_ADDRESS; ioctl(file_iic0, IO_IOCTL_I2C_SET_SLAVE_MODE, &param); _task_create(0, TASK_I2C_SLAVE_TX, 0); while(1) // clearing and reading memset(buf_i2c_rx, 0, 256); len = fread(buf_i2c_rx, 1, 256, file_iic0); if(len > 0) // show data received printf("get i2c data, len: %d\n", len); for(i=0;i<len;i++) printf("%x\n", buf_i2c_rx[i]); else printf("read failed.\n"); void task_slave_tx(uint_32 initial_data) int i; int len; for(i=0;i<256;i++) buf_i2c_tx[i] = i; while(1) len = fwrite(buf_i2c_tx, 1, 4, file_iic0); if(len < 4) printf("send fail. len = %d \n", len); else printf("send OK. len = %d \n", len); 图 6 显示此演示的运行结果 8 Freescale Semiconductor, Inc.

9 驱动程序安装图 6. 用于从机读取的控制台输出 7 驱动程序安装要安装此驱动程序, 请遵照以下步骤 : Freescale Semiconductor, Inc. 9

$驱动程序安装 1. 请将随本应用笔记一起发布的文件 i2c_int_k_fb.c( 包含在 freescale.com 上的 AN4655SW.zip 中 ) 复制到文件夹 <mqx_install>\mqx\source\io\i2c\int 中, 并将其添加到 BSP 工程请参见下图图 7. 将 i2c_int_k_fb.c 添加到 BSP 工程 2. 将以下行添加到 i2c_ki2c.$

10 驱动程序安装 1. 请将随本应用笔记一起发布的文件 i2c_int_k_fb.c( 包含在 freescale.com 上的 AN4655SW.zip 中 ) 复制到文件夹 <mqx_install>\mqx\source\io\i2c\int 中, 并将其添加到 BSP 工程请参见下图图 7. 将 i2c_int_k_fb.c 添加到 BSP 工程 2. 将以下行添加到 i2c_ki2c.h: extern uint_32 _ki2c_int_fb_install (char_ptr, KI2C_INIT_STRUCT_CPTR); 3. 在 <mqx_install>\mqx\source\bsp\twrk60n512\init_bsp.c 中, 添加以下行, 与本应用笔记关联的软件 AN4652SW.zip 中有一个示例文件 #if BSPCFG_ENABLE_II2C0_FB _ki2c_int_fb_install("ii2c0fb:", &_bsp_i2c0_init); #endif #if BSPCFG_ENABLE_II2C1_FB _ki2c_int_fb_install("ii2c1fb:", &_bsp_i2c1_init); #endif 4. 在 <mqx_install>\config\twrk60n512\user_config.h 中, 添加以下行 : #define BSPCFG_ENABLE_II2C0_FB 1 #define BSPCFG_ENABLE_II2C1_FB 0 10 Freescale Semiconductor, Inc.

11 结论 5. 然后对其进行编译, 驱动程序将在应用工程中可用 8 结论本应用笔记介绍了基于中断和阻塞机制的 MQX I2C 驱动程序首先, 介绍其机制, 然后介绍了程序流程和时序为方便读者理解, 还介绍了主要函数说明演示代码和安装步骤 9 参考可从 freescale.com 获取以下参考文档 K60P120M100SF2RM:K60 参考手册 AN3902: 如何开发 MQX I/O 驱动器 Freescale Semiconductor, Inc. 11

12 How to Reach Us: Home Page: freescale.com Web Support: freescale.com/support 本文档中的信息仅供系统和软件实施方使用 Freescale 产品本文并未明示或者暗示授予利用本文档信息进行设计或者加工集成电路的版权许可 Freescale 保留对此处任何产品进行更改的权利, 恕不另行通知 Freescale 对其产品在任何特定用途方面的适用性不做任何担保表示或保证, 也不承担因为应用程序或者使用产品或电路所产生的任何责任, 明确拒绝承担包括但不局限于后果性的或附带性的损害在内的所有责任 Freescale 的数据表和 / 或规格中所提供的典型参数在不同应用中可能并且确实不同, 实际性能会随时间而有所变化所有运行参数, 包括经典值在内, 必须经由客户的技术专家对每个客户的应用程序进行验证 Freescale 未转让与其专利权及其他权利相关的许可 Freescale 销售产品时遵循以下网址中包含的标准销售条款和条件 :freescale.com/ SalesTermsandConditions. Freescale, the Freescale logo, and Kinetis, are trademarks of Freescale Semiconductor, Inc., Reg. U.S. Pat. & Tm. Off. All other product or service names are the property of their respective owners Freescale Semiconductor, Inc 飞思卡尔半导体有限公司 Document Number AN4652 Revision 0, 01/2013

Freescale Semiconductor, Inc. Document Number: AN4872 应用笔记 Rev. 0, 03/2014 使用 KE06 上的四线式 I 2 C 接口作者 :Ben Wang 1 简介本应用笔记将描述使用 Kinetis E 系列 KE06 上的四线式

Freescale Semiconductor, Inc. Document Number: AN4872 应用笔记 Rev. 0, 03/2014 使用 KE06 上的四线式 I 2 C 接口作者 :Ben Wang 1 简介本应用笔记将描述使用 Kinetis E 系列 KE06 上的四线式 I 2 C 接口的流程本应用笔记中提供的示例代码在 KE06 上经过测试, 测试方法为在两个评估板之间进行