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英创工业主板EM9160的GPIO应用于I2C通讯    发布时间:2010-6-12    被阅览数:

        英创EM9160 ARM9工业主板具有丰富的GPIO资源,通过GPIO来实现SPI,I2C的数据传输,具有使用非常灵活的优点,同时最高波特率还可达到1Mbps以上。I2C在智能终端中的应用非常普遍,如I2C总线时钟芯片,I2C总线存贮器等。之前已对I2C总线操作铁电存贮器有过说明,相关文章请参考《工控主板支持铁电存储器的简易方案》。英创公司的EM9160工业主板的高性价比与高可靠性,使其在智能终端中的应用中越来越具优势。为了更进一步说明EM9160工业主板使用GPIO来摸拟I2C总线的应用,本文对具有自动温度补偿的实时钟RX8025的操作为例来说明。对于I2C总来来说,最重要的是同步时钟与数据之间的时间关系,为了便于用户直接使用,英创公司将GPIO摸拟I2C的操作过程进行了封装,提供最简洁的函数作为接口,被定义在I2C的头文件GPIO_I2C.h中,如下所示:

// 初始化I2C总线,主要是设置所使用的GPIO的输出状态
int I2C_Init ( );

// 通过I2C写数据
// 输入参数
// uDevAddr I2C器件的物理地址
// uRegIdx 要操作的I2C器件内部的寄存器地址
// abyte 要写入到I2C的数据
// 返回值:>=0 操作成功
// =-1 操作失败

int I2C_ByteWrite(UCHAR uDevAddr, UCHAR uRegIdx, UCHAR abyte);

// 通过I2C读取数据
// 输入参数
// uDevAddr I2C器件的物理地址
// uRegIdx 要操作的I2C器件内部的寄存器地址
// pBuf 所读取的数据的输出BUFF
// DataLen 要读数据的个数
// 返回值:>=0 操作成功 即读取出来的有效数据
// =-1 操作失败

int I2C_ByteRead(UCHAR uDevAddr, UCHAR uRegIdx, UCHAR* pBuf, int DataLen);

        实现I2C通讯过程控制的源代码在GPIO_I2C.cpp中,同时在该文件中定义了I2C总线能够使用的引脚资源及I2C总线SCL、SDA所使用的信号定义:

#define GPIO0 0x01
#define GPIO1 0x02
#define GPIO2 0x04
#define GPIO3 0x08
#define GPIO4 0x10
#define GPIO5 0x20
#define GPIO6 0x40
#define GPIO7 0x80
#define GPIO8 0x100
#define GPIO9 0x200
#define GPIO10 0x400
#define GPIO11 0x800
#define GPIO12 0x1000
#define GPIO13 0x2000
#define GPIO14 0x4000
#define GPIO15 0x8000

#define SCL GPIO6 // GPIO6 被定义为I2C时钟信号线
#define SDA GPIO7 // GPIO7 被定义为I2C数据线

        在使用EM9160工业主板的GPIO来实现I2C总线通讯时,同步时钟能稳定地工作在250KHz。要注意I2C的两个信号线,分别为同步时钟信号线SCL与双向通讯数据线SDA,这两条信号线所使用的GPIO被定义在GPIO_I2C.CPP文件中,如上面所示。在使用时根据实际情况,只需重新定义SCL和SDA信号所使用的GPIO即可。下面是调用GPIO_I2C中的操作函数实现时实钟RX8025操作的调用方法:

// 时钟寄存器数据读取
int RTC_ByteRead( unsigned char REG_Addr , unsigned char *pBuf , int iLen)
{
        UCHAR cRByte;
        int i1 ;

        cRByte = REG_Addr<<4; // 根据RX8025的要求,寄存器地址放在高4位
        i1 = I2C_ByteRead( RX8025_ADDR , cRByte , pBuf , iLen );

        return i1;

}

// 时钟寄存器数据设置
int RTC_ByteWrite( unsigned char REG_Addr, unsigned char Value )
{
        UCHAR cRByte;
        int i1;

        cRByte = REG_Addr<<4;
        i1 = I2C_ByteWrite( RX8025_ADDR , cRByte , Value );

        if( i1 == -1 )
                return -1;

        return 1;
}

        再次调用以上两个实时钟读写操作函数则可轻实现现对RX8025的操作,如下:

// 只读取控制寄存器2
i1 = RTC_ByteRead ( Reg_Contor2 , &cTmp , 1 );

// 从秒地址开始将年、月、日、时、分、秒、星期的数据一次性读出
i1 = RTC_ByteRead( Reg_Second , cTmp , 7 );

// 设置时间寄存器“年”为10年
i1 = RTC_ByteWrite( Reg_Year , 0x10 );

        对于I2C总线协议,请参考相关的参考资料。英创公司提供的GPIO摸拟I2C总线的程序适用于英创公司所有的嵌入式主板,感兴趣的客户可向英创索要相关源代码。

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