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概述
本文档以STM32F767平台为例，详细介绍SylixOS上GPIO模仿I2C总线的驱动开发流程。
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初始化
GPIO模仿的I2C总线的初始化，实际上是I2C总线的SDA和SCL的GPIO管脚初始化。初始化流程如图 2.1所示。
图 2.1 I2C初始化流程图
代码实现，如程序清单 2.1所示。I2C总线的SDA和SCL两个GPIO管脚的GPIO速度要设置成快速模式，输出模式需要设置成推挽输出模式。
程序清单 2.1 I2C初始化代码
/* * 申请 I2C 1 通道的 SCL 的 GPIO */ if (ERROR_NONE != API_GpioRequest(I2C1_CHANNEL_SCL, I2C1_SCL_GPIO_NAME)) { return (PX_ERROR); } /* * 设置上拉 */ if (ERROR_NONE != API_GpioSetPull(I2C1_CHANNEL_SCL, GPIO_PUPD_PU)) { return (PX_ERROR); } /* * 设置为推挽输出模式，且 GPIO 速度为快速 */ if (ERROR_NONE != API_GpioDirectionOutput(I2C1_CHANNEL_SCL, (GPIO_SPEED_SET | GPIO_OTYPE_SET | LW_GPIOF_INIT_HIGH))) { return (PX_ERROR); } /* * 申请 I2C 1 通道的 SDA 的 GPIO */ if (ERROR_NONE != API_GpioRequest(I2C1_CHANNEL_SDA, I2C1_SDA_GPIO_NAME)) { return (PX_ERROR); } if (ERROR_NONE != API_GpioSetPull(I2C1_CHANNEL_SDA, GPIO_PUPD_PU)) { return (PX_ERROR); } if (ERROR_NONE != API_GpioDirectionOutput(I2C1_CHANNEL_SDA, (GPIO_SPEED_SET | GPIO_OTYPE_SET | LW_GPIOF_INIT_HIGH))) { return (PX_ERROR); } -
传输流程
GPIO模拟I2C总线驱动和普通的I2C总线驱动的最大区别是普通的I2C总线驱动的数据传输只要将要传输的数据写入寄存器即可，而GPIO模拟I2C总线驱动的数据传输是直接通过GPIO管脚将电平拉高拉低（拉高是1，拉低是0）传输数据。
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写数据流程
如程序清单 3.1所示，I2C的写数据流程如下：
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主设备发送开始信号；
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主设备发送7位从设备地址和1位写操作位；
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从设备发送应答信号；
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主设备发送要写的8位从设备内部地址；
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从设备发送应答信号；
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主设备开始对从设备写操作；
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主设备发送结束信号。
程序清单 3.1 I2C的写数据流程
static INT __i2cXferWrite (UINT uiChannel, PLW_I2C_MESSAGE pI2cMsg, INT iLength){ INT iIndex; __i2cStart(uiChannel); /* 发送开始信号 */ /* * 发送 7 位器件地址和 1 位写操作位 */ __i2cSendByte((pI2cMsg->I2CMSG_usAddr & I2C_ADDR_MASK), uiChannel); if (__i2cWaitAck(uiChannel)) { /* 等待设备的 ACK 信号 */ _DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "__i2cXferWrite(): Timeout to wait ack!\r\n"); return (PX_ERROR); } /* * 发送要读的设备的内部地址 */ __i2cSendByte(((pI2cMsg->I2CMSG_usAddr) & I2C_INTER_ADDR_MASK), uiChannel); if (__i2cWaitAck(uiChannel)) { /* 等待设备的 ACK 信号 */ _DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "__i2cXferWrite(): Timeout to wait ack!\r\n"); return (PX_ERROR); } for (iIndex = 0; iIndex < iLength; iIndex++) { __i2cSendByte(*(pI2cMsg->I2CMSG_pucBuffer)++, uiChannel); /* 发送字节 */ if (__i2cWaitAck(uiChannel)) { /* 等待设备的 ACK 信号 */ _DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "__i2cXferWrite(): Timeout to wait ack!\r\n"); return (PX_ERROR); } } __i2cStop(uiChannel); /* 产生一个停止信号 */ udelay(I2C_WRITE_BYTE_DELAY); return (ERROR_NONE);} -
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读数据流程
如程序清单 3.2所示，I2C的读数据流程如下：
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写模式，主设备发送开始信号；
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主设备发送7位从设备地址和1位写操作位；
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从设备发送应答信号；
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主设备发送要写的8位从设备内部地址；
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从设备发送应答信号；
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进入读取模式，设备再次发送开始信号；
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主设备发送7位从设备地址和1位读操作位；
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从设备发送应答信号；
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主设备开始对从设备读操作；
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主设备发送结束信号。
程序清单 3.2 I2C读数据流程
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static INT __i2cXferRead (UINT uiChannel, PLW_I2C_MESSAGE pI2cMsg, INT iLength){ INT iIndex; __i2cStart(uiChannel); /* 发送开始信号 */ /* * 发送 7 位器件地址和 1 位写操作位,(I2CMSG_usAddr 中的 9-15 位为器件地址) */ __i2cSendByte(((pI2cMsg->I2CMSG_usAddr >> 8) & I2C_ADDR_MASK), uiChannel); if (__i2cWaitAck(uiChannel)) { /* 等待设备的 ACK 信号 */ _DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "__i2cXferWrite(): Timeout to wait ack!\r\n"); return (PX_ERROR); } /* * 发送要读的设备的内部地址 */ __i2cSendByte(((pI2cMsg->I2CMSG_usAddr) & I2C_INTER_ADDR_MASK), uiChannel); if (__i2cWaitAck(uiChannel)) { /* 等待设备的 ACK 信号 */ _DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "__i2cXferWrite(): Timeout to wait ack!\r\n"); return (PX_ERROR); } /* * 进入读取模式 */ __i2cStart(uiChannel); /* 发送开始信号 */ /* * 发送 7 位器件地址和 1 位读操作位,(I2CMSG_usAddr 中的 8-15 位为器件地址和读写位) */ __i2cSendByte(((pI2cMsg->I2CMSG_usAddr >> 8) & I2C_ADDR_MASK) | LW_I2C_M_RD, uiChannel); if (__i2cWaitAck(uiChannel)) { /* 等待设备的 ACK 信号 */ _DebugHandle(__ERRORMESSAGE_LEVEL, "__i2cXferWrite(): Timeout to wait ack!\r\n"); return (PX_ERROR); } for (iIndex = 0; iIndex < iLength - 1; iIndex++) { /* * 读取设备发来的 1 个字节数据 */ *(pI2cMsg->I2CMSG_pucBuffer)++ = __i2cReadByte(I2C_ACK_SEND, uiChannel); } *(pI2cMsg->I2CMSG_pucBuffer) = __i2cReadByte(I2C_NACK_SEND, uiChannel); __i2cStop(uiChannel); /* 产生停止信号 */ return (ERROR_NONE);}