当前位置：网站首页>ARM+SD2405 IIC_RTC驱动编写及IIC通讯协议

ARM+SD2405 IIC_RTC驱动编写及IIC通讯协议

2022-07-21 22:46:00 【疯狂的蕉尼基】

IIC通讯协议

协议简介

IIC（inter-integrated Circuit集成电路总线)总线支持设备之间的短距离通信，用于处理器和一些外围设备之间的接口，它需要两根信号线来完成信息交换，它是由数据线SDA和时钟线SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。常见的外围设备如温湿度传感器，RTC模块、RFID等。IIC是半双工通信方式。

IIC物理层

所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。I2C总线上的每个设备都自己一个唯一的地址，来确保不同设备之间访问的准确性。
在这里插入图片描述

软件IIC和硬件IIC

  • 软件IIC：软件IIC通信指的是用单片机的两个I/O端口模拟出来的IIC，用软件控制管脚状态以模拟I2C通信波形，软件模拟寄存器的工作方式。常见的软件IIC一般是单片机，STM32等
  • 硬件IIC：一块硬件电路，硬件I2C对应芯片上的I2C外设，有相应I2C驱动电路，其所使用的I2C管脚也是专用的，硬件（固件）I2C是直接调用内部寄存器进行配置。
  • 硬件I2C的效率要远高于软件的，而软件I2C由于不受管脚限制，接口比较灵活。

IIC 协议层

  • 空闲状态
    因为IIC的 SCL 和SDA 都需要接上拉电阻，保证空闲状态的稳定性，所以IIC总线在空闲状态下SCL 和SDA都保持高电平。I2C总线的SDA和SCL两条信号同时处于高电平时，规定为总线的空闲状态。此时各个器件的输出级场效管均处在截止状态，即释放总线，由两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高。
  • 开始条件
    当 SCL 处于高电平时，SDA 由高电平变成低电平时构成一个开始条件，设备的所有操作均必须由开始条件开始。
  • 停止条件
    当 SCL 处于高电平时，SDA 由低电平变成高电平时构成一个停止条件，此时 SD2405AL 的所有操作均停止，系统进入待机状态。

在这里插入图片描述

  • 数据有效性
    IIC信号在数据传输过程中，当SCL=1高电平时，数据线SDA必须保持稳定状态，不允许有电平跳变，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线上的高电平或低电平状态才允许变化。
    SCL=1时 数据线SDA的任何电平变换会看做是总线的起始信号或者停止信号。
    也就是在IIC传输数据的过程中，SCL时钟线会频繁的转换电平，以保证数据的传输
    在这里插入图片描述
  • 应答信号
    每当主机向从机发送完一个字节的数据，主机总是需要等待从机给出一个应答信号，以确认从机是否成功接收到了数据
    应答信号：主机SCL拉高，读取从机SDA的电平，为低电平表示产生应答
    应答信号为低电平时，规定为有效应答位（ACK，简称应答位），表示接收器已经成功地接收了该字节；
    应答信号为高电平时，规定为非应答位（NACK），一般表示接收器接收该字节没有成功。
    在这里插入图片描述

每发送一个字节（8个bit）**在一个字节传输的8个时钟后的第九个时钟期间，接收器接收数据后必须回一个ACK应答信号给发送器，这样才能进行数据传输
在这里插入图片描述

数据传输

SDA线上的数据在SCL时钟“高”期间必须是稳定的，只有当SCL线上的时钟信号为低时，数据线上的“高”或“低”状态才可以改变。输出到SDA线上的每个字节必须是8位，数据传送时，先传送最高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有9位）。

当一个字节按数据位从高位到低位的顺序传输完后，紧接着从设备将拉低SDA线，回传给主设备一个应答位ACK， 此时才认为一个字节真正的被传输完成 ，如果一段时间内没有收到从机的应答信号，则自动认为从机已正确接收到数据。
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
IIC通信原理参考

硬件RTC 驱动编写

#ifndef _T_SD2405_H_
#define _T_SD2405_H_

#include "common.h"
//时间计数器
#define SD2405_ADDR_YEAR 0x6 /*year:0-99*/
#define SD2405_ADDR_MONTH 0x5 /*month:1-12*/
#define SD2405_ADDR_DAY 0x4 /*day:1-31*/
#define SD2405_ADDR_WEEK 0x3 /*week:0-6*/
#define SD2405_ADDR_HOUR 0x2 /*hour:0-23*/
#define SD2405_ADDR_MINUTE 0x1 /*minute:0-59*/
#define SD2405_ADDR_SECOND 0x0 /*second:0-59*/
//闹钟计数器
#define SD2405_ADDR_ALARM_YEAR 0xd /*year:0-99*/
#define SD2405_ADDR_ALARM_MONTH 0xc /*month:1-12*/
#define SD2405_ADDR_ALARM_DAY 0xb /*day:1-31*/
#define SD2405_ADDR_ALARM_WEEK 0xa /*week:0-6*/
#define SD2405_ADDR_ALARM_HOUR 0x9 /*hour:0-23*/
#define SD2405_ADDR_ALARM_MINUTE 0x8 /*minute:0-59*/
#define SD2405_ADDR_ALARM_SECOND 0x7 /*second:0-59*/
//闹钟使能
#define SD2405_ADDR_ALARM_ENABLE 0xe /*alarm enable reg*/
//RTC 控制寄存器
#define SD2405_ADDR_CTR1 0X0F /*ctr1 reg*/
#define SD2405_ADDR_CTR2 0X10 /*ctr2 reg*/
#define SD2405_ADDR_CTR3 0X11 /*ctr3 reg*/
//时间调整
#define SD2405_ADDR_ADJ 0x12 /*timer adjustment*/
//倒计时定时器 count down
#define SD2405_ADDR_CT 0x13 /*Count down*/
//通用RAM 14-1F 12bytes
#define SD2405_ADDR_RAM 0x14 /*general ram*/

typedef enum{
    
	ALARM_YEAR_DISABLE	=0			,		/*disable*/
	ALARM_YEAR_ENABLE 	= (0x1<<0)	,		
	ALARM_MONTH_ENABLE	= (0x1<<1)	,
	ALARM_DAY_ENABLE 	= (0x1<<2)	,
	ALARM_WEEK_ENABLE 	= (0x1<<3)	,
	ALARM_HOUR_ENABLE 	= (0x1<<4)	,
	ALARM_MINUTE_ENABLE = (0x1<<5)	,
	ALARM_SECOND_ENABLE = (0x1<<6)	,		/*enable:-*/
	ALARM_ALL_ENABLE 	= 	0b0111111		/*enable:all*/
}ENUM_ALARM_ENABLE_TYPE;
	
typedef enum{
    			/*中断允许位*/
	DISABLE_ALL = 0,
	INTFE = (0x1<<0),	/*frequency int*/
	INTAE = (0x1<<1),	/*alarm int*/				
	INTDE = (0x1<<2),	/*count down int*/
	ENANLE_ALL = 0b111
}ENUM_INT_ENABLE;
	
typedef enum{
    
	NONE_INT 	= 0,	//禁止输出，高阻态
	AlARM_INT 	= 1,	//报警中断
	FREQ_INT 	= 2,	//频率中断
	CD_INT		= 3		//倒计时中断
}ENUM_INT_TYPE;

typedef enum{
    
	INTDF_FLAG = 0x1,
	INTAF_FLAG = 0x2
}ENUM_INT_FLAG;
 
 
#pragma pack(1)
typedef struct
{
    
	unsigned char year;
	unsigned char month;
	unsigned char day;
	unsigned char hour;
	unsigned char minute;
	unsigned char second;
	unsigned char week;
}SD2405_DateTypedef;
#pragma pack()

void sd2405_init(void);
void sd2405_write_time(SD2405_DateTypedef* date);
SD2405_DateTypedef sd2405_read_time(void);
void sd2405_test(void);

#endif



#include "t-sd2405.h"
#include "snps-i2c.h"
#include "board-snps-i2c.h"
/******************FUNCTION******************/
unsigned int _sd2405_read(unsigned int addr);
void _sd2405_write(unsigned int addr,unsigned char val);

/*******************DEFINE*******************/

/* BIT7 BIT6 BIT5 BIT4 BIT3 BIT2 BIT1 BIT0 0 1 1 0 0 1 0 R/W R:1 W:0 */
#define SD2405_RTC_ADDRESS 0x64
#define SD2405_IIC_ID 0

#define sd2405_pr(format, args...) vsi_printf("[sd2405]: "format, ##args)
#ifdef _SD2405_DBG_
#define sd2405_dbg(format, args...) vsi_printf("[sd2405]: "format, ##args)
#else
#define sd2405_dbg(format, args...) do {
      } while (0)
#endif

#define WRTC1_ENABLE (0x1<<7)
#define WRTC2_ENABLE (0x1<<2)
#define WRTC3_ENABLE (0x1<<7)

#define ARST_ENABLE (0x1<<7)

//BCD码 十进制 互转
#define UChar2BCD(chr) ((((chr) / 10) << 4) | ((chr) % 10))
#define BCD2UChar(bcd) ((((bcd) >> 4) * 10) + ((bcd) & 0X0F))

void _sd2405_reset(void)
{
    
	unsigned int val = 0;
	val = _sd2405_read(SD2405_ADDR_CTR3);
	val = val | ARST_ENABLE;
	_sd2405_write(SD2405_ADDR_CTR3,val);
}

/*官方文档： WRTC1、WRTC2、WRTC3 位: 寄存器（00H~1FH）写允许位。 即 WRTC1=1、WRTC2=1、WRTC3=1 时 写允许.注意置位有先后顺序，先置 WRTC1 为 1,后置 WRTC2、WRTC3 为 1;; 当 WRTC1=0、WRTC2=0、WRTC3=0 时则写禁止，同样置位有先后顺序，先置 WRTC2、WRTC3 为 0,后置 WRTC1 为 0。 当写禁止时，除了以上三位可以写以外，从 00H 到 1FH 所有的寄存器均不可以写。写禁止并不影响读操作。 */
void _sd2405_ctr_wr_en(bool enable)
{
    
	unsigned int val = 0;
	if(enable)
	{
    	
		val = _sd2405_read(SD2405_ADDR_CTR2) | WRTC1_ENABLE;
		_sd2405_write(SD2405_ADDR_CTR2,val);
		mdelay(3);
		val = _sd2405_read(SD2405_ADDR_CTR1) | WRTC2_ENABLE | WRTC3_ENABLE ;
		_sd2405_write(SD2405_ADDR_CTR1,val);
	}
	else
	{
    
		val = _sd2405_read(SD2405_ADDR_CTR1);
		val = val & (~(WRTC2_ENABLE | WRTC3_ENABLE));
		_sd2405_write(SD2405_ADDR_CTR1,val);
		mdelay(3);
		val = _sd2405_read(SD2405_ADDR_CTR2);
		val = val & (~WRTC1_ENABLE);
		_sd2405_write(SD2405_ADDR_CTR2,val);
	}
	return;
}

unsigned int _sd2405_read(unsigned int addr)
{
    
	unsigned char val = 0;
	snps_i2c_read(SD2405_IIC_ID, addr, &val, 1, SD2405_RTC_ADDRESS, 2);
	return val;
}

void _sd2405_write(unsigned int addr,unsigned char val)
{
    
	unsigned char tmp = val;
	snps_i2c_write(SD2405_IIC_ID, addr, &tmp, 1, SD2405_RTC_ADDRESS, 2);
}

SD2405_DateTypedef _sd2405_build_time(u32 year, u32 mon, u32 day,
		u32 hour, u32 min, u32 sec, u32 week)
{
    
	SD2405_DateTypedef rtc_time = {
    0};

	rtc_time.year = year;
	rtc_time.month = mon;
	rtc_time.day = day;
	rtc_time.hour = hour;
	rtc_time.minute = min;
	rtc_time.second = sec;
	rtc_time.week = week;

	return rtc_time;
}

void sd2405_init(void)
{
    
	sd2405_pr(">>> %s\n", __func__);
	snps_i2c_pin_init(SD2405_IIC_ID);  //io复用
	snps_i2c_init(SD2405_IIC_ID, 100000, 0, 0); //iic初始化
	//reset
	_sd2405_reset();
	//init a time struct
	SD2405_DateTypedef load_time = _sd2405_build_time(2022, 2, 2, 2, 30, 10, 800);
	sd2405_write_time(&load_time);
	
}
void sd2405_write_time(SD2405_DateTypedef* date)
{
    
	_sd2405_ctr_wr_en(1);
	_sd2405_write(SD2405_ADDR_YEAR,UChar2BCD(date->year));
	_sd2405_write(SD2405_ADDR_MONTH,UChar2BCD(date->month));
	_sd2405_write(SD2405_ADDR_DAY,UChar2BCD(date->day));
	_sd2405_write(SD2405_ADDR_HOUR,UChar2BCD(date->hour));
	_sd2405_write(SD2405_ADDR_MINUTE,UChar2BCD(date->minute));
	_sd2405_write(SD2405_ADDR_SECOND,UChar2BCD(date->second));
	_sd2405_write(SD2405_ADDR_WEEK,UChar2BCD(date->week));
	_sd2405_ctr_wr_en(0);
	return;
}
SD2405_DateTypedef sd2405_read_time(void)
{
    
	SD2405_DateTypedef read_time = {
    0};
	read_time.year = BCD2UChar(_sd2405_read(SD2405_ADDR_YEAR));
	read_time.month = BCD2UChar(_sd2405_read(SD2405_ADDR_MONTH));
	read_time.day = BCD2UChar(_sd2405_read(SD2405_ADDR_DAY));
	read_time.hour = BCD2UChar(_sd2405_read(SD2405_ADDR_HOUR));
	read_time.minute = BCD2UChar(_sd2405_read(SD2405_ADDR_MINUTE));
	read_time.second = BCD2UChar(_sd2405_read(SD2405_ADDR_SECOND));
	read_time.week = BCD2UChar(_sd2405_read(SD2405_ADDR_WEEK));
	return read_time;
}

void sd2405_print_curtime(void)
{
    
	SD2405_DateTypedef curr_time = sd2405_read_time();
	sd2405_pr("\ttime: %d-%d-%d %d:%d:%d\t week:%d\n", curr_time.year,
		curr_time.month, curr_time.day, curr_time.hour,
		curr_time.minute, curr_time.second, curr_time.week);
}
/*建议只使用一种闹钟，TODO:组合闹钟*/
void as2405_set_alarm_enable(ENUM_ALARM_ENABLE_TYPE int_type)
{
    

}
void sd2405_set_alarm(SD2405_DateTypedef* date)
{
    

}

void sd2405_test(void)
{
    
	vsi_printf("Testing sd2405 iic rtc.\n");
	vsi_printf("input 0:init 1:read 2: while test\n");
	u8 c = vsi_getc();
	if('0' == c)
		vsi_printf("sd2405 init...\n");
		//sd2405_init();
	else if('1' == c){
    
		vsi_printf("sd2405 print time.\n");
		//sd2405_print_curtime();
	}
	else if('2' == c){
    
		while(1)
		{
    
			vsi_printf("sd2405 while test...\n");
			//sd2405_print_curtime();
			delay(60);
		}
	}
	else
	{
    
		vsi_printf("errors\n");
	}
}
原网站

版权声明
本文为[疯狂的蕉尼基]所创，转载请带上原文链接，感谢
https://blog.csdn.net/qq_38505858/article/details/125877540

边栏推荐

猜你喜欢

随机推荐