EEPROM I2C操作说明Word文件下载.docx

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写多个寄存器

1.5I2C读流程

读寄存器的标准流程为：

Master发送I2Caddr（7bit）和w操作1（1bit），等待ACK

Master发送I2Caddr（7bit）和r操作1（1bit），等待ACK

Slave发送data（8bit），即寄存器里的值

Master发送ACK

10. 

第8步和第9步可以重复多次，即顺序读多个寄存器

读一个寄存器

读多个寄存器

1.前言

对于大多数工程师而言，I2C永远是一个头疼的问题。

相比UART和SPI而言，I2C的时序要复杂一些，I2C组合变化也丰富一些。

在这里以AT24C04为例说明I2C使用过程中的一些注意点。

2.AT24C04操作示意图

图AT24C04操作示意图

示意图说明：

示意图分阐述了4种不同的操作方式，例如写单个存储单元，写多个存储单元，读单个存储单元和写单个存储单元。

对于单个操作而言，上部为MCU通过I2C输出的相关指令，下部为I2C设备的响应。

例如写单个存储单元操作时，MCU发出I2C启动，设备地址，写标志位等，而I2C设备输出多个ACK。

3.若干说明

3.1基本操作方式

I2C设备的操作可分为写单个存储字节，写多个存储字节，读单个存储字节和读多个存储字节。

相对于AT24C04而言，这些读写动作相对于内部的存储单元而言，对于其他的具备I2C接口的AD或传感器而言，存储单元变成了寄存器单元。

虽然存在概念上的差别，但是其操作原理确实一样的。

3.2无应答

在以上4种情况中，无应答为MCU发出，无应答意为MCU不需要从机输出数据，MCU将会停止本次I2C操作。

需要说明的是，无应答并不是一种异常情况。

3.3I2C设备并不只有一个设备地址

这一点往往被忽略，一般情况下认为在I2C启动信号之后的字节为I2C从机地址（7位）。

对于AT24C04而言，内部具有4Kb存储位，合计512字节。

若需要访问512字节内容，总共需要9根地址线（8位宽度），那么上图中的存储地址（8位长度）显然还差了一位，那么就需要从设备地址中“借”1位，这就使得AT24C04具有两个I2C地址，例如0x50和0x51。

3.4存储地址

相对于AT24C04而言，存储地址占1个字节。

若换成其他I2C设备，例如ADXL345，存储地址被寄存器地址替代即可，其他操作方式相似。

但是像AT24C32或AT24C64这样的大容量EEPROM，则存储地址需要2字节描述，也就意味着需要连续发送两个字节地址信息且高字节在前。

其他像BH1750这样的光照芯片，存储地址被具体的操作命令替代，使用I2C设备时需要因地制宜，切不可照搬教条。

3.5连续读和连续写限制

AT24C04中存在页的概念，一页的大小为8字节，若果在单页的范围内，存储地址累加，若超过该页的最大地址，存储地址回到页开始处。

所以对于连续读和连续写而言，最大的操作字节数为8。

若需要操作的字节内容超过8字节，则需要进行翻页操作，即写入下一页的起始存储地址。

4总结

I2C设备有很多种，若掌握基本原理，便可见招拆招，那是I2C总线就不那么难了。

5.参考资料

2.PowerPC的I2C实现

Mpc8560的CCSR中控制I2C的寄存器共有6个。

2.1I2CADR地址寄存器

CPU也可以是I2C的Slave，CPU的I2C地址有I2CADR指定

2.2I2CFDR频率设置寄存器

TheserialbitclockfrequencyofSCLisequaltotheCCBclockdividedbythedivider.

用来设置I2C总线频率

2.3I2CCR控制寄存器

MEN：

ModuleEnable. 

置1时，I2C模块使能

MIEN：

ModuleInterruptEnable.置1时，I2C中断使能。

MSTA：

Master/slavemode.1Mastermode，0Slavemode.

当1->

0时，CPU发起STOP信号

当0->

1时，CPU发起START信号

MTX：

Transmit/receivemodeselect.0Receivemode，1Transmitmode

TXAK：

Transferacknowledge.置1时，CPU在9thclock发送ACK拉低SDA

RSTA：

RepeatSTART.置1时，CPU发送REPEATSTART

BCST：

置1，CPU接收广播信息（信息的slaveaddr为7个0）

2.4I2CSR状态寄存器

MCF：

0 

Bytetransferisinprocess

1 

Bytetransferiscompleted

MAAS：

当CPU作为Slave时，若I2CDR与会话中Slaveaddr匹配，此bit被置1

MBB：

0I2Cbusidle 

1I2Cbusbusy

MAL：

若置1，表示仲裁失败

BCSTM：

若置1，表示接收到广播信息

SRW：

WhenMAASisset,SRWindicatesthevalueoftheR/Wcommandbitofthecallingaddress,whichissentfromthemaster.

0Slavereceive,masterwritingtoslave

1Slavetransmit,masterreadingfromslave

MIF：

Moduleinterrupt.TheMIFbitissetwhenaninterruptispending,causingaprocessorinterruptrequest（providedI2CCR[MIEN]isset）

RXAK：

若置1，表示收到了ACK

2.5I2CDR数据寄存器

这个寄存器储存CPU将要传输的数据。

3.PPC-Linux中I2C的实现

内核代码（linux-2.6.24）中，通过I2C总线存取寄存器的函数都在文件drivers/i2c/busses/i2c-mpc.c中

最重要的函数是mpc_xfer.

1.static 

int 

mpc_xfer（struct 

i2c_adapter 

*adap, 

struct 

i2c_msg 

*msgs, 

num）

2.{

3. 

*pmsg;

4. 

i;

5. 

ret 

= 

0;

6. 

unsigned 

long 

orig_jiffies 

jiffies;

7. 

mpc_i2c 

*i2c 

i2c_get_adapdata（adap）;

8.

9. 

mpc_i2c_start（i2c）;

//设置I2CCR[MEN],使能I2Cmodule 

10.

11. 

/*Allowbusupto1stobecomenotbusy*/

12. 

//一直读I2CSR[MBB]，等待I2C总线空闲下来

13. 

while 

（readb（i2c->

base 

+ 

MPC_I2C_SR） 

&

CSR_MBB） 

{

14. 

if 

（signal_pending（current）） 

15. 

pr_debug（"

I2C:

Interrupted\n"

）;

16. 

writeccr（i2c, 

0）;

17. 

return 

-EINTR;

18. 

}

19. 

（time_after（jiffies, 

HZ）） 

20. 

timeout\n"

21. 

==

22. 

（CSR_MCF 

| 

CSR_MBB 

CSR_RXAK））

23. 

mpc_i2c_fixup（i2c）;

24. 

-EIO;

25. 

26. 

schedule（）;

27. 

28.

29. 

for 

（i 

>

i 

<

num;

i++） 

30. 

pmsg 

msgs[i];

31. 

Doing%s%dbytesto0x%02x-%dof%dmessages\n"

32. 

pmsg->

flags 

I2C_M_RD 

?

"

read"

:

write"

33. 

len, 

addr, 

1, 

num）;

34. 

//根据消息里的flag进行读操作或写操作

35. 

（pmsg->

I2C_M_RD） 

36. 

mpc_read（i2c, 

buf, 

i）;

37. 

else

38. 

mpc_write（i2c, 

39. 

40. 

mpc_i2c_stop（i2c）;

//保证为I2CCSR[MSTA]为0，保证能触发STOP

41. 

（ret 

0） 

42.}

mpc_write（struct 

*i2c, 

target,

2. 

const 

u8 

* 

data, 

length, 

restart）

3.{

timeout 

i2c->

adap.timeout;

u32flags 

restart 

CCR_RSTA 

7.

8. 

/*StartwithMEN*/ 

//以防万一，保证I2C模块使能起来

（!

10. 

CCR_MEN）;

/*Startasmaster*/ 

//写了I2CCR[CCR_MSTA]，触发CPU发起START信号

CCR_MIEN 

CCR_MEN 

CCR_MSTA 

CCR_MTX 

flags）;

/*Writetargetbyte*/ 

//CPU发送一个字节，slaveI2Caddr和0（写操作bit） 

writeb（（target 

1）, 

MPC_I2C_DR）;

15.

（i2c_wait（i2c, 

timeout, 

1） 

//等待slave发ACK

-1;

18.

length;

/*Writedatabyte*/

writeb（data[i], 

//CPU接着发数据，包括regaddr和data

22.

26.

28.}

i2c_wait（struct 

writing）

u32x;

result 

6.

（i2c->

irq 

== 

0）

{ 

//循环读I2CSR，直到I2CSR[MIF]置1

CSR_MIF）） 

timeout）） 

break;

x 

readb（i2c->

MPC_I2C_SR）;

writeb（0, 

} 

else 

/*Interruptmode*/

wait_event_interruptible_timeout（i2c->

queue,

interrupt 

CSR_MIF）, 

HZ）;

24.

（unlikely（result 

0）） 

waitinterrupted\n"

28. 

（unlikely（!

CSR_MIF））） 

waittimeout\n"

-ETIMEDOUT;

33.

interrupt;

37.

（result 

result;

40.

（x 

CSR_MCF）） 

42. 

unfinished\n"

43. 

44. 

45.

46. 

CSR_MAL） 

//仲裁失败

47. 

MAL\n"

48. 

49. 

50.

51. 

（writing 

CSR_RXAK）） 

{//写后没收到ACK

52. 

NoRXAK\n"

53. 

/*generatestop*/

54. 

55. 

56. 

57. 

58.}

mpc_read（struct 

//以防万一，保证I2C模块使能

/*Switchtoread-restart*/

//注意这里，再次把CCR_MSTA置1，再触发START 

14.

/*Writetargetaddressbyte-thistimewiththereadflagset*/ 

//CPU发送slaveI2Caddr和读操作1

//等待Slave发ACK

1. 

3.

（length） 

（length 

1）

CCR_TXAK）;

//为什么不置TXAK

CCR_MSTA）;

/*Dummyread*/

12.

16.

/*Generatetxackonnexttolastbyte*/

//注意这里TXAK置1，表示CPU每收到1byte数据后，会发送ACK

length 

- 

2） 

21.

/*Generatestoponlastbyte*/

//注意这里CCR_MSTA[1->

0]CPU会触发STOP

data[i] 

readb（i2c-