nrf51822裸机教程-IIC

谁借莪１个温暖的怀抱￠ 2022-07-13 09:26 214阅读 0赞

关于IIC总线的核心有以下几点：

：时钟线高电平期间必须保持数据线不变。

：时钟线低电平期间可以改变数据。

：时钟线和数据线上都要接上拉电阻，以使总线不工作时，两根线的电平都处于高电平状态。

：每个传输的字节后面需要由对方回送一个应答信号。

由上面可知，在时钟线为高电平的时候如果数据线改变，那么就是”不合法” 的。于是就刚好利用这种”不合法的”的跳变来作为数据 起始信号和停止信号。

于是规定：

：时钟线为高电平时，数据线由高到低跳变为起始信号

：时钟线为高电平时，数据线有低到高跳变为 停止信号。

关于IIC的原理和时序，网上很多文章，这里主要介绍 51822 硬件Iic的使用。

首先看先相关寄存器的说明：

STARTRX: 启动接收，即iic的读。

STARTTX：启动发送，即写。

ADDRESS: 设备地址寄存器，IIC 总线的通信，总是以地址+读写标识 开始，因为总线上可能挂了不止一个IIC设备，所以需要通过发送地址来说明要和哪个设备通信。

这里需要注意的是，51822的ADRESS寄存器只有7位有效，不包含低8位的 读写指示，读写指示是 硬件通过 你是启动读(通过设置STARTRX寄存器)还是启动写(通过设置STARTTX寄存器)来自动 在ADDRESS的7位发送完后在发送的。

所以在使用时，你不需要自己根据是读还是写，而设置地址寄存器ADDRESS =( ADDRESS<<8) |0x01 或ADDRESS =( ADDRESS<<8)&0xfe。 而是 直接ADDRESS = 7位设备地址 就可以了。读写位 会有硬件自动发送。

STOP:停止IIC

SUSPEND:挂起IIC(暂停)，通常在 IIC读中使用，是为了在收到一个字节后，暂停IIC的传输，以保证 接收数据寄存器不被后续的数据覆盖。

RESUME:恢复被暂停的IIC，继续传输

关于事件寄存器，主要是如下两个事件需要关注：

RXDREADY: 指示数据接收完成。

TXDREADY:指示数据发送完成

BB：该事件在每一个字节发送或者接收之前产生，改事件通常使用在 读操作中，即接收操作。

SHORTS:该寄存器重要用来 将某个event和task短接。上面 说过，通过 设置SUSPEND可以暂停IIC总线，这样可以避免后续的接收数据覆盖了接收寄存器中的数据，而BB事件在每次数据接收之前会产生。 于是在接收过程中，可以通过判断接收的数据量如果还大于1那么久应该  通过SHORTS寄存器将BB事件和SUSPEND任务短接，那么每次从接收寄存器RXD中提取数据时，IIC总线就会自动被暂停，也就避免了后续数据覆盖了RXD内容，而如果接收的数据只剩最后一个了，那么久可以将ＢＢ事件和STOP 任务短接，那么在接收最后一个数据后就会自动发送停止信号了。这块看后面的代码注释更好理解。

INTEN:

INTENSET:

INTENCLR:

以上三个寄存器都是用来设置 当产生各种事件是是否产生中断。本教程中并未使用中断。

ERRORSRC:用来记录产生的错误原因

PSELSCL:用来选择哪个引脚作为 时钟线

PSELSDA:用来选择哪个引脚作为数据线

RXD:从该寄存器中提取接收到的数据

TXD：将要发送的数据填入该寄存器

FREQUENCY:设置 发送速率

ADDRESS:设置要通信的设备的地址

51822的IIC写操作如下图所以所示：  
![28852942_1462422975fRR4.png][]

所以对于写需要如下几个步骤：

1：首先设置地址寄存器。

2：设置 STARTTX启动写操作。

3：将要发送的数据放入TXD寄存器中。

4：等待TXDSENT信号

5：如果有数据，继续将后续数据放入TXD中，并会到步骤4.否则到步骤6

6：设置STOP寄存器，并等待IIC停止了。

对于读操作，一般IIC设备都需要先提供要读的寄存器或地址。所以读操作一般需要先有一个写操作，来设置要读的地址或寄存器，然后再跟随读操作。51822提供的操作图如下所示:

![28852942_1462422977A7Eb.png][]

所以对于需要先写地址再执行读的操作有如下几个步骤：

1：设置设备地址

2：设置STARTTX启动写操作

3：将要发送的数据(寄存器地址或数据地址)写入TXD寄存器中

4：等待TXDSENT 事件，以确定数据发送完毕。

5：判断是否只有一个要读的数据，如果不是设置 SHORTS将BB event和SUSPEND task短接(BB evnet 产生时自动触发SUSPEND task)，否设置则BB event和STOP task短接。

6：设置STARTRX寄存器启动读操作。

7：等待RXDRDY事件，提取数据。如果后续只有一个要读的数据了，则设置BB event和STOP task短接，并跳到8。否则继续执行7

8：等待STOPED信号。

=下面介绍main.c代码细节。我的板子上有一个MPU6050是通过IIC来操作的，所以这里就使用该设备来验证IIC驱动的正确性。 根据板子的接线原理图，6050的设备地址为0x69，根据6050的手册知道该传感器  0x75地址的寄存器中存放的数据始终未0x68，所以下面就读这个寄存器中的值，来验证IIC是否正确通信,分别用两个led来指示读取的数据是否正确

PS:下面的驱动只是为了说明驱动原理，错误情况处理以及等待超时都没有做，如果自己的项目中需要使用IIC，请使用sdk中提供的，或者将下面的驱动参考SDK中的驱动加上错误处理和超时处理的相关代码。

点击(此处)折叠或打开

1.  \#include "nrf51.h"  
    
2.  \#include "nrf\_gpio.h"  
    
3.  \#include <stdbool.h>  
    
4.  \#include <stdio.h>  
    
5.  \#include <stdint.h>  
    
6.  \#include "nrf\_delay.h"  
    
7.    
    
8.  \#define SCL\_PIN        (1)  
    
9.  \#define SDA\_PIN        (5)  
    
10.   
    
11. void iic\_init(void)\{   
    
12.     NRF\_TWI0\->PSELSCL = SCL\_PIN;  
    
13.     NRF\_TWI0\->PSELSDA = SDA\_PIN;  
    
14.       
    
15.     NRF\_TWI0\->FREQUENCY = 0x06680000;//400Khz  
    
16.     NRF\_TWI0\->ENABLE = 5;  
    
17.       
    
18.     //清零各种事件  
    
19.     NRF\_TWI0\->EVENTS\_STOPPED = 0;  
    
20.     NRF\_TWI0\->EVENTS\_RXDREADY = 0;  
    
21.     NRF\_TWI0\->EVENTS\_TXDSENT = 0;  
    
22.     NRF\_TWI0\->EVENTS\_BB = 0;  
    
23.     NRF\_TWI0\->EVENTS\_ERROR = 0;  
    
24. \}  
    
25.   
    
26.   
    
27. void write\_datas(uint8\_t dev\_addr, uint8\_t arg\_addr, uint32\_t len, uint8\_t \*p\_data, bool is\_stop)\{   
    
28.   
    
29.     NRF\_TWI0\->ADDRESS = dev\_addr;  
    
30.   
    
31.     NRF\_TWI0\->TXD = arg\_addr;  
    
32.     NRF\_TWI0\->EVENTS\_TXDSENT = 0;            //先清零一下事件  
    
33.   
    
34.     NRF\_TWI0\->TASKS\_STARTTX = 0X01;            //开始启动发送  
    
35.   
    
36.     while(1)\{   
    
37.         while( NRF\_TWI0\->EVENTS\_TXDSENT == 0 )\{  \}    //等待发送完成  
    
38.           
    
39.         NRF\_TWI0\->EVENTS\_TXDSENT = 0;        //清零  
    
40.         if( (len\-\-) == 0 )\{   
    
41.             break;  
    
42.               
    
43.         \}  
    
44.         NRF\_TWI0\->TXD = \*p\_data\+\+;  
    
45.     \}      
    
46. //判断是否需要停止IIC，对于单独的写操作，应该需要停止IIC,  
    
47. //对于读寄存器中值的操作，因为需要先写地址，后再发起读，所以前面的写操//作之后就不需要 停止IIC。  
    
48.   
    
49.     if ( is\_stop )\{   
    
50.         NRF\_TWI0\->EVENTS\_STOPPED = 0;  
    
51.         NRF\_TWI0\->TASKS\_STOP = 1;  
    
52.         while( NRF\_TWI0\->EVENTS\_STOPPED == 0)\{ \};    //等待iic正确结束  
    
53.     \}  
    
54. \}  
    
55.   
    
56.   
    
57. void read\_data(uint8\_t dev\_addr, uint8\_t arg\_addr, uint32\_t len, uint8\_t \*p\_data)\{   
    
58.       
    
59.     write\_datas(dev\_addr, arg\_addr, 0, NULL, false);    //先写地址  
    
60.       
    
61. //    NRF\_TWI0\->ADDRESS = dev\_addr;    //设置地址  
    
62.       
    
63.     if ( len == 1 )\{   
    
64.         NRF\_TWI0\->SHORTS = 2;  
    
65.     \}else\{   
    
66.         NRF\_TWI0\->SHORTS = 1;    //将BB事件和SUSPEND短接，则每次接收到数据后，总线被挂起，目的是为了在提取数据的时候，防止对方又发送数据过来导致接收的数据被覆盖  
    
67.     \}  
    
68.     NRF\_TWI0\->EVENTS\_RXDREADY = 0;            //先清零一下事件  
    
69.     NRF\_TWI0\->EVENTS\_STOPPED = 0;  
    
70.     NRF\_TWI0\->TASKS\_STARTRX = 0X01;            //开始启动接收  
    
71.       
    
72.     while( (len\-\-) > 0 )\{   
    
73.         while( NRF\_TWI0\->EVENTS\_RXDREADY == 0 )\{ \}    //等待接收到数据  
    
74.         NRF\_TWI0\->EVENTS\_RXDREADY = 0;    //清零事件  
    
75.         \*p\_data\+\+ = NRF\_TWI0\->RXD;  
    
76.           
    
77.         if( len == 0)\{   
    
78.             break;  
    
79.         \}  
    
80.         if ( len == 1)\{   
    
81.             NRF\_TWI0\->SHORTS = 2;  
    
82.         \}  
    
83.         NRF\_TWI0\->TASKS\_RESUME = 1;  
    
84.     \}  
    
85.     while ( NRF\_TWI0\->EVENTS\_STOPPED == 0)\{ \}  
    
86. \}  
    
87.   
    
88.   
    
89. \#define LED1 (18)  
    
90. \#define LED2 (19)  
    
91.   
    
92. int main(void)\{   
    
93.     uint8\_t who\_am\_i;  
    
94.   
    
95.     //我的板子 是高电平点亮LED，这里是置低关led  
    
96.     nrf\_gpio\_cfg\_output(LED1);  
    
97.     nrf\_gpio\_pin\_clear(LED1);  
    
98.     nrf\_gpio\_cfg\_output(LED2);  
    
99.     nrf\_gpio\_pin\_clear(LED2);  
    
100.       
    
101.     nrf\_delay\_ms(50);  
    
102.     iic\_init();  
    
103.       
    
104.   
    
105.     read\_data(0x69, 0x75, &who\_am\_i, 1);  
    
106.     if(who\_am\_i == 0x68)\{   
    
107.             nrf\_gpio\_pin\_set(LED1);  
    
108.     \}else\{   
    
109.             nrf\_gpio\_pin\_set(LED2);  
    
110.     \}  
    
111.     while(1);  
    
112.     return 0;  
    
113. \}

[28852942_1462422975fRR4.png]: http://blog.chinaunix.net/attachment/201605/5/28852942_1462422975fRR4.png
[28852942_1462422977A7Eb.png]: http://blog.chinaunix.net/attachment/201605/5/28852942_1462422977A7Eb.png