程序猿眼中的华为海思芯片之I2C配置

来自:麻辣软硬件(微信号:VOSDeveloper),作者:达不优GY

最近美帝从政府层面出手限制华为,作为经常使用华为海思产品的程序猿小编,觉得海思芯片有完整详细的datasheet,配置起来简单,也很容易上手。在这里分享一下海思芯片I2C的配置方法,希望能对大家使用海思芯片时有帮助,也希望大家多多使用华为海思芯片。

I2C总线简介

首先按照惯例俗套的说一下I2C总线的定义,I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根分别命名为SDA(串行数据线)和SCL(串行时钟线)的信号线连接不同的器件即可传输信息。

I2C总线上的器件有主从之分,在嵌入式系统上的主器件一般是嵌入式主芯片(MCU),主器件负责启动、终止数据传送,产生时钟信号。从器件一般是外部设备,像小编所在行业的外部设备包括温度传感器、Tunner、HDMI等。

I2C主设备配置

了解了I2C总线的定义和基本原理后,我们怎样做才能让I2C总线正常工作呢?
首先,我们得配置I2C(本文以Hi3798CV200芯片为例)。
步骤一:硬件确认,确认连接MCU和外设用的那一组I2C通道。Hi3798CV200 芯片集成5个I2C控制器(一般命名为I2C0~I2C4),实现标准I2C主设备功能,可完成对I2C总线上的从设备的数据发送和接收,这里我们确认的是I2C1。

步骤二:确认硬件管脚复用情况。因为在嵌入芯片中,绝大多数管脚都是复用的。我们首先查一下芯片datasheet,看该管脚是否是复用的。从下图可以看出来该I2C管脚是复用的:

步骤三:配置复用寄存器。从步骤二可以看出,我们使用的I2C1管脚是有复用的,所以我们要配置复用寄存器使当前管脚发挥I2C的功能。查看datasheet得知,控制该组I2C的复用寄存器分别是ioshare_56和ioshare_57。
我们可以按照下图所示的将寄存器的低三位配置为010,即此管脚就是执行I2C1的数据线功能了。

同样的方法配置ioshare_57。

配置完后我们将记录配置信息相应的分区文件烧录的开发板中。在串口输入如下命令可以查看I2C的信息:

Hi3798CV200:/ # cat /proc/hisi/msp/i2c                                     
---------Hisilicon Standard I2C Info---------
No.            Rate
0             0
1             100000
2             0
3             0
4             0

此信息显示I2C1,速率100K。

I2C总线调试

前面一节我们配置了I2C主器件,接下来就是调试该总线,调试之前需要确认从设备在I2C总线上的地址、该设备内部寄存器地址以及寄存器地址长度。
小编这里用到的是一款温度传感器。其设备地址为0x90,内部寄存器地址是0x0,寄存器地址长度为1个字节。
海思芯片I2C调试起来很方便,因为它自带了I2C控制命令,包含了读写等操作,省去了自己写调试代码。
串口命令行下输入i2c_read,就会告诉你读取操作使用方法:

Hi3798CV200:/ # i2c_read  
Usage: i2c_read  i2c_channel  device_addr  register_addr  register_addr_len  read_bytes_number

参数含义说明:

  • i2c_channel:I2C通道

  • device_addr:I2C设备地址。

  • register_addr: i2c设备内部寄存器地址。

  • register_addr_len: i2c设备内部寄存器地址长度。

  • read_bytes_number:所需要读取的数据长度。

于是我们就可以按照上面的方法调试I2C总线了,命令行下输入:

Hi3798CV200:/ # i2c_read 1 0x90 0 2 2

得到以下结果:

从上图看出来,我们执行是错误的,那么是不是I2C没有配置好呢?别急,继续检查一遍我们输入的命令,发现第4个参数写成了2,而前面我们介绍的是寄存器地址长度为1个字节。修改命令:

Hi3798CV200:/ # i2c_read 1 0x90 0 1 2


查看执行结果:


成功啦,成功读取到2个字节内容的数据。到这里,说明我们对I2C的配置是正确的!

I2C总线的工作状态

1、I2C开始和停止工作
开始:当SCL是高电平时,SDA从高电平跳变到低电平,则I2C总线开始工作
结束:当SCL是高电平时,SDA从低电平跳变到高电平,则I2C总线结束工作,如下图:

2、开始状态后紧跟着主器件会发送一个字节的数据,这个字节数据由7bit从器件地址和1bit读写位组成。
3、当从器件收到总线上的地址并匹配,发现与自己地址相同时,则在第9个时钟周期回复一个应答反馈信号。
应答信号如下图:

非应答信号如下图所示:

4、当主器件收到从器件的应答信号后继续发送后面的数据。从器件收到数据后发送ACK则表示继续传输,发送NACK则传输结束。

留在后面的作业

小编用示波器抓取了一张I2C总线的波形图,下图黄色为SCL时钟信号,绿色为SDA数据信号。

通过观看这张图结合上面的一些知识,大家能知道这张图上I2C总线做了哪些操作吗?

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