【S3C2410中文手册第20章_I2C总线】在嵌入式系统开发中，I²C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种广泛使用的串行通信协议，用于连接低速外设与主控制器。在S3C2410芯片中，I²C模块提供了对这一标准协议的支持，使得开发者能够方便地与各种I²C设备进行数据交换。
本章将详细介绍S3C2410的I²C接口功能、寄存器配置方法以及基本的使用流程，帮助开发者更好地理解和应用该模块。
一、I²C总线概述
I²C总线由飞利浦公司（现为恩智浦）开发，采用两线制结构：一条数据线（SDA）和一条时钟线（SCL）。其主要特点包括：
- 半双工通信：同一时间只能有一个方向的数据传输。
- 多主控支持：多个主设备可以共存于同一总线上。
- 地址寻址机制：每个从设备拥有唯一的7位或10位地址。
- 硬件控制简单：无需复杂的时序管理，适合低速设备连接。
在S3C2410中，I²C模块支持标准模式（100 kbps）和快速模式（400 kbps），满足大多数外围设备的需求。
二、S3C2410的I²C模块特性
S3C2410的I²C模块具备以下关键特性：
- 支持主模式和从模式：可作为主机发送或接收数据，也可作为从机响应主机请求。
- 支持7位和10位地址格式：兼容多种I²C设备。
- 中断控制：提供多种中断源，如数据发送完成、接收完成、错误检测等。
- 软件复位功能：便于调试和异常处理。
- 时钟分频设置：通过配置时钟分频寄存器，可灵活调整通信速率。
三、I²C寄存器详解
S3C2410的I²C模块包含多个寄存器，用于控制和状态监测。以下是几个关键寄存器的说明：
1. I2C控制寄存器（I2CCON）
- 作用：控制I²C的操作模式、时钟分频、中断使能等。
- 主要位定义：
- I2CEN：I²C使能位，置1时启用模块。
- I2CINTEN：中断使能位。
- I2CSTT：启动信号生成位。
- I2CSTP：停止信号生成位。
- I2CRST：软件复位位。
2. I²C状态寄存器（I2CSTAT）
- 作用：指示当前I²C操作的状态。
- 常见状态码：
- 0x00：空闲状态。
- 0x08：启动条件已发送。
- 0x10：重复启动条件已发送。
- 0x18：应答地址已收到。
- 0x20：未应答地址已收到。
- 0x28：数据字节已发送并收到应答。
- 0x30：数据字节已发送但未收到应答。
- 0x38：仲裁失败。
3. I²C数据寄存器（I2CDAT）
- 作用：用于存储待发送或接收到的数据字节。
- 操作方式：读取或写入单字节数据。
4. I²C地址寄存器（I2CADD）
- 作用：设置从设备的地址。
- 支持7位或10位地址格式。
四、I²C通信流程
在S3C2410中，I²C通信的基本流程如下：
1. 初始化I²C模块：
- 配置I2CCON寄存器，开启I²C功能。
- 设置I2CADD寄存器，指定目标设备地址。
- 配置I2CSTAT寄存器，确保处于空闲状态。
2. 发送启动信号：
- 通过设置I2CCON中的I2CSTT位，触发启动信号。
3. 发送设备地址：
- 将目标设备的地址写入I2CDAT寄存器，并等待状态确认。
4. 数据传输：
- 根据通信方向（读/写），发送或接收数据。
- 每次传输一个字节后，需检查状态寄存器以确认是否成功。
5. 发送停止信号：
- 在通信结束后，通过设置I2CSTP位，发送停止信号。
6. 中断处理（可选）：
- 若启用了中断，可在中断服务程序中处理数据收发事件。
五、典型应用示例
以下是一个简单的I²C通信示例代码片段（伪代码）：
```c
// 初始化I²C模块
void i2c_init(void) {
I2CCON |= (1 << I2CEN); // 使能I²C模块
I2CADD = 0xA0;// 设置目标设备地址（7位）
}
// 发送数据
void i2c_send(uint8_t data) {
while (!(I2CSTAT & 0x08));// 等待启动信号发送完成
I2CDAT = data;// 写入数据
while (!(I2CSTAT & 0x28));// 等待数据发送完成
}
// 接收数据
uint8_t i2c_receive(void) {
while (!(I2CSTAT & 0x08));// 等待启动信号发送完成
I2CDAT = 0x00;// 清除数据寄存器
while (!(I2CSTAT & 0x50));// 等待数据接收完成
return I2CDAT;// 返回接收数据
}
```
六、注意事项与常见问题
- 时钟同步问题：确保SCL信号稳定，避免因时钟抖动导致通信失败。
- 地址冲突：多个设备在同一总线上时，需确保地址唯一。
- 中断优先级：合理配置中断优先级，防止数据丢失。
- 软件复位：在发生错误时，可通过I2CRST位重启I²C模块。
七、总结
S3C2410的I²C模块为嵌入式系统提供了可靠的串行通信能力，适用于连接传感器、EEPROM、实时时钟等低速外设。通过合理配置寄存器并遵循标准通信流程，开发者可以轻松实现与I²C设备的数据交互。
本章内容为开发者提供了详细的参考，建议结合实际开发环境进行测试和验证，以确保系统的稳定性和可靠性。
