IIC總線實(shí)驗(yàn)十

1、聲明：本文為原創(chuàng)作品，版權(quán)歸本博文作者所有，如需轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明出處簡(jiǎn)介 這一節(jié)，我們來(lái)講一講有關(guān)IIC總線的實(shí)驗(yàn)，在硬件中，我們實(shí)用了24LC04，一個(gè)512字節(jié)的EEPROM。在NIOS II中，沒(méi)有集成IIC接口，為了實(shí)現(xiàn)這一功能，我們有兩種途徑，一種就是自己寫(xiě)IP核或者移植別人的IP核，另一種方法就是通過(guò)IO口模擬IIC總線協(xié)議。我們這一節(jié)采用的方法是后者，通過(guò)IO口模擬IIC總線協(xié)議，以達(dá)到對(duì)24LC04控制讀寫(xiě)的目的。 首先，我簡(jiǎn)單介紹一下IIC總線的原理，大家稍微了解一下。IIC(InterIntegrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的兩線式串行總線，用于

2、連接微控制器及其外圍設(shè)備。它是由數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘SCL構(gòu)成的串行總線，可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。在CPU與被控IC之間、IC與IC之間進(jìn)行雙向傳送，最高傳送速率100kbps。它在傳送數(shù)據(jù)過(guò)程中共有三種類型信號(hào)， 它們分別是：開(kāi)始信號(hào)、結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)。開(kāi)始信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由高電平向低電平跳變，開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)。結(jié)束信號(hào)：SCL為高電平時(shí)，SDA由低電平向高電平跳變，結(jié)束傳送數(shù)據(jù)。應(yīng)答信號(hào)：接收數(shù)據(jù)的IC在接收到8bit數(shù)據(jù)后，向發(fā)送數(shù)據(jù)的IC發(fā)出特定的低電平脈沖，表示已收到數(shù)據(jù)。CPU向受控單元發(fā)出一個(gè)信號(hào)后，等待受控單元發(fā)出一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，CPU接收到應(yīng)答信號(hào)后，根據(jù)實(shí)際情況作出是否繼

3、續(xù)傳遞信號(hào)的判斷。若未收到應(yīng)答信號(hào)，由判斷為受控單元出現(xiàn)故障。這些信號(hào)中，起始信號(hào)是必需的，結(jié)束信號(hào)和應(yīng)答信號(hào)，都可以不要。下圖就為IIC總線的時(shí)序圖。簡(jiǎn)單介紹之后，我們就要開(kāi)始實(shí)踐一下了，開(kāi)始吧硬件開(kāi)發(fā) 首先，需要在軟核中添加兩個(gè)IO模塊，并將其命名為SCL和SDA，其中，SCL為output建ports only（僅輸出），SDA為Bidirection (tristate) port(雙向)，建好以后，如下圖所示 接下來(lái)，我們自動(dòng)分配一下地址，編譯。完成后，我們回到Quartus界面。然后我們來(lái)分配引腳，如下圖所示 分配好管腳以后，我們運(yùn)行TCL腳本文件，開(kāi)始編譯(Ctrl+L) 編譯完

4、成后，我們的硬件部分就結(jié)束了，接下來(lái)，就是我們的軟件開(kāi)發(fā)部分了。軟件開(kāi)發(fā) 首先，我們打開(kāi)NIOS II 9.0 IDE，然后進(jìn)行編譯（Ctrl+B）。 編譯好以后，我們看一下system.h文件，看是否多出了SCL和SDA部分代碼。跟我們預(yù)期的一樣，system.h文件中出現(xiàn)了SCL和SDA部分代碼，如下表所示/* SCL configuration*/#defineSCL_NAME/dev/SCL#defineSCL_TYPEaltera_avalon_pio#defineSCL_BASE 0x00201060/* SDA configuration*/#defineSDA_NAME/dev

5、/SDA#defineSDA_TYPEaltera_avalon_pio#defineSDA_BASE 0x00201070 在跟大家討論過(guò)程中，我了解到很多人都想知道有關(guān)NIOS II自帶的API的用法，所以，今天我就用這種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)我們的程序。不過(guò)我還是推薦大家用我之前的方式編寫(xiě)程序，道理我已經(jīng)說(shuō)過(guò)了， 在此不再重復(fù)。下面我們?cè)趇nc目錄下建立一個(gè)iic.h文件，如下表所示#ifndefIIC_H_#defineIIC_H_#defineOUT1#defineIN0typedefstructvoid(* write_byte)(unsignedshortaddr,unsignedchard

6、at);unsignedchar(* read_byte)(unsignedshortaddr);IIC;externIIC iic;#endif/*IIC_H_*/接下來(lái)，我們需要在driver下建立iic.c文件，如下表所示#include#include#include#includesystem.h#includealtera_avalon_pio_regs.h#includealt_types.h#include./inc/iic.hstaticalt_u8 read_byte(alt_u16 addr);staticvoidwrite_byte(alt_u16 addr, alt_

7、u8 dat);IIC iic =.write_byte = write_byte,.read_byte = read_byte;/* =FUNCTION=*Name:start*Description:IIC啟動(dòng)* =*/staticvoidstart(void)IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, OUT);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE, 1);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(10);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DAT

8、A(SDA_BASE, 0);usleep(5);/* =FUNCTION=*Name:uart_send_byte*Description:IIC停止* =*/staticvoidstop(void)IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, OUT);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE, 0);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);usleep(10);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(5);IOWR_AL

9、TERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE, 1);usleep(10);/* =FUNCTION=*Name:ack*Description:IIC應(yīng)答* =*/staticvoidack(void)alt_u8 tmp;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, IN);usleep(10);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(5);tmp = IORD_ALTERA_AVALON_PIO_D

10、ATA(SDA_BASE);usleep(5);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);usleep(10);while(tmp);/* =FUNCTION=*Name:iic_write*Description:IIC寫(xiě)一個(gè)字節(jié)* =*/voidiic_write(alt_u8 dat)alt_u8 i, tmp;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, OUT);for(i=0; i8; i+)IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);usleep(5);tmp =

11、 (dat & 0x80) ? 1 : 0;dat = 1;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE, tmp);usleep(5);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(10);/* =FUNCTION=*Name:read*Description:IIC讀一個(gè)字節(jié)* =*/staticalt_u8 iic_read(void)alt_u8 i, dat = 0;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, IN);for(i=0; i8; i+)IOWR_ALT

12、ERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);usleep(10);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(5);dat 7) & 0xfe;start();iic_write(cmd);ack();iic_write(addr);ack();iic_write(dat);ack();stop();/* =FUNCTION=*Name:read_byte*Description:從EEPROM讀一個(gè)字節(jié)* =*/staticalt_u8 read_byte(alt_u16 addr)alt_u8 cmd, dat;cmd