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【项目实战】RISC-V鸿蒙系统开发板单片机简介3-I2C接口初始化

2021-7-5 11:14:00  1762 RISC-V 单片机
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作者:张角老师(张飞实战电子高级工程师)
RISC-V鸿蒙开发板单片机简介3

我们今天继续RISC-V I2C接口的介绍。上篇文章,我们大体比较了新思科技I2C接口与STM32F030XXI2C接口之间宏观上的区别。整体上,我们可以感觉新思科技的I2C接口使用起来相对来说比较麻烦。好在新思科技给出了最初版本的驱动程序设计,我们可以在他们的基础之上进行适当的改动,就可以把I2C通信的功能建立起来,同时在使用中可以加深对这些接口模块的理解。
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上图的代码是程序中对I2C接口的初始化部分,和STM32的寄存器配置基本是一样的。主要是对寄存器的配置,通过在寄存器那里设定给定的值以后,I2C模块就可以按照指定的方式进行工作。
我们先从架构上来分析一下,首先代码中的reg_i2c这个变量,是I2C相关寄存器的基地址。红色字体寄存器的名字其实表示的是相关寄存器的偏移地址,这里也是采用“基地址+偏移地址”的方式进行寻址的。
上图中红框部分的描述,应该比较容易理解,相应的位配置好以后,写到DW_IC_CON(控制寄存器)里面去,就可以实现相应的功能了,比如选择FAST_SPEED模式、MASTER模式以及进行RESTART等等。

大家可以看一下,对于不同的速率,I2C接口模块会配置不同的时钟信号值。从数据上就能够看出来Slow模式和Fast模式,单周期内占用的时钟个数是不一致的,SLOW模式使用的时钟个数更多,不管是HCNThigh counter)还是LCNTlow counter)。这样的配置也是相对来说容易理解的,信号传递的速度越高,时钟频率肯定就会越大,那么时钟的HIGHLOW部分肯定占据了更少的时间。从寄存器上来看,对于低速(SS)、快速(FS)和高速(HS)配置的时候,使用的是不同的寄存器,而不是在同样的寄存器中使用不同的位来配置。
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上面两个函数是计算时钟的公式,具体这些计算方法和参数的设置应该是新思科技结合自己的硬件特性给出的。我们不要过于深究。
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相比之下,STM32F030xx这款芯片中,对于时钟的配置就要简单的多。Reference Mannual中,对于不同的速率,只需要在SCLSDA中配置相应的值就可以了,而且系统给出了推荐值,是不是简化了不少?不过它这样的表述,从另一方面来看,也掩盖了许多硬件实现的细节。这些细节,对于我们从硬件层面上更加深刻的去理解I2C协议,肯定比较有帮助。只不过我们实际使用的过程中,一般不需要了解得这么细致。当然,从本质上讲,两者实现的思路肯定是一样的。

        时钟信号配置完以后,下一步就是要对SDA和中断系统进行配置了。
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大家可以看一下,IC_SDA_HOLD这个位的解释,就是SCL由高到低变化后,SDA这个位还需要保持多少时间。我们说I2C的协议里面是不是定义了,在SCL为高的时候,SDA的数据信号是不是不能变化的呀。怎么能够实现不能变化呢?是不是就是要把SDA的信号延时一部分时间再变化,是不是就可以了呀。这个寄存器就是实现这个功能的。
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最后一个是关于SPKLEN的,这个是一个保护设计,为了防止电压或者电流冲击对信号造成影响的。我们按照默认的配置写就可以了。
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今天关于I2C初始化部分介绍,我们就先到这里。后续的内容,我们会在文章中持续更新。

上期回顾:
【项目实战】RISC-V鸿蒙系统开发板单片机简介2-I2C接口简介

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