原创 I2C总线应用（ISL12028篇）

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摘要：EZ USB FX2 是Cyp ress 公司推出的U SB 2.0 控制器, 其片内集成的I2C 总线控制器可以很好地实现与一些串行外设的无缝接口。本文介绍了EZ U SB FX2 芯片内集成的I2C 总线控制器的特性,并详细说明了其应用于日历芯片ISL12028实时时钟芯片寄存器的配置以及时间值的输出；最后给出了日历芯片的操作固件程序。

        　EZ U SB FX2 (FX2) 是Cyp ress 公司推出的U SB 2.0控制器, 当用于高速数据采集系统时, 其片内集成的I2C 总线控制器可以很好地实现与一些串行外设(如串行存储器、串行A D 转换器等) 的无缝接口。本文介绍了FX2 片内I2C总线控制器实现I2C 协议,I2C总线的读写操作流程，并将I2C总线应用于日历芯片的实际写寄存器和读寄存器的操作中，完成了传感器实验板的实时时钟部分。

         1.FX2 片内I2C 总线控制器的特性

         FX2 芯片内集成的I2C 总线控制器具有2 种功能: 启动加载数据和通用I2C 总线接口。其中, 启动加载数据就是当芯片上电复位后, 通过检查其I2C 总线上是否连接有串行E2PROM , 以决定采用何种设备固件加载方式; 通用I2C 总线接口可以很方便地连接一些串行外设。其I2C 总线的默认传输速率为100 kbs, 可以被配置成快速方式, 传输速率可达400 kbs。FX2 只作为主设备, 任何总线冲突将产生一个
错误位, 中断数据的传输。另外, 芯片的串行数据线(SDA )和串行时钟线(SCL ) 需分别连接223的上拉电阻。

       FX2 中I2C 总线寄存器如表1 所示, I2DA T 为8 bit 数据寄存器, 负责数据的读入或送出; I2CTL 为配置寄存器,负责配置总线; I2CS 为控制状态寄存器, 负责控制传输和报告各种状态。
表1　FX2 中I2C 总线控制器寄存器
地址  名称         b7         b6          b5      b4    b3      b2      b1     b0
E678  I2CS    START  STOP LASTRD ID1 ID0   BERR ACK DON E
E679  I2DAT    D7         D6            D5   D4   D3      D2     D1     D0
E67A I2CTL     0             0              0      0      0         0  STOPE  400 kHz

          开始控制位START   当START 位被配置为1, 写入数据到I2DAT, 开启I2C 总线数据传输。此位在接收器的应答信号期间自动清零。 

         停止控制位STOP     当STOP 位被配置为1, 当前总线数据传输完后, 停止I2C 总线数据传输。此位在总线停止传输数据后自动清零。

        错误状态位BERR　当总线上出现错误时, BERR 位被置为1。此位也可自动清零。

        应答信号状态位ACK　ACK 位为1 时, 表示接收器成功接受数据; 反之, 表示数据传输失败。此位在读传输时被忽略。

        状态位DONE　当完成1B 数据传输后, FX2 设置DON E 位, 并产生中断。当读或写I2DAT 寄存器时, 此位自动清零。

        由上可知, 只要正确配置或读取I2CS 和I2CTL 中相应的状态位, 并向I2DA T 中写入数据或从其中读出数据,就能完成I2C 总线数据的传输, 即EZ U SB FX2 通过表1中的3 个寄存器实现了I2C 总线协议, 方便、快捷地完成数据的传输。

       2.I2C总线读写流程

       A.发送数据

       a.设置start=1;

       b.向I2DAT写外围设备的地址和方向=0（对于写）。

       c.等待done=1。如果BEER=1或ACK~=0，则转向步骤

       d.用数据字节加载I2DAT。

       e.等待DONE=1。如果BEER=1或ACK~=0,则转向步骤g

       f.对于每一个字节，重复d.e两个步骤，直到所有字节全部加载完成

       g.设置STOP=1。

      B.接收数据

       a.设置START=1;

       b.将外设地址和方向=1（对于读）写入I2DAT中

       c.等待DONE=1，如果BEER=1或ACK~=0,则通过设置stop=1结束

       d.读I2DAT并放弃数据。这表示9个脉冲的第一瞬时脉冲作为从从属设备来的第1个字节的时钟

       f.等待DONE=1，如果beer=1,则通过STOP=1结束

      g.从I2DAT读数据。这表示另外的读传输

      h.对于每一个字节重复g.h过程

      i.在读到最后一个字节之前，设置LASTRD=1.

      j.从I2DAT中读数据，LASTRD=1,这就在总线初始化最终字节的读操作

      k.等待DONE=1.如果BEER=1,则通过设置STOP=1来结束。

      l.设置STOP=1

     m.在设置STOP位后，从I2DAT立即读最后的字节。这就重新得到最后一个数据字节，而不用在I2CS总线上初始化一个额外的读处理（9个或更多的SCL脉冲）。

        3.ISL12028寄存器

        见详细芯片资料

        4.详细代码

        STATUS REG

        RTC REG

        CONTROL REG

        三种寄存器

 void stregwr(char val);    //写isl12028 status register定义
void rtcregwr(void);    //写isl12028 RTC registers 定义
void ctrregwr(void);       //写isl12028 control registers 定义
BYTE readI2C(unsigned char addr);     //读I2C总线
char data Day[]={0x00,0x46,0x19,0x07,0x11,0x08,0x05,0x20};
char data Ctr[]={0x18,0x00,0x00,0x00,0x44};

 void stregwr(char val)
 {
   while(I2CS & bSTOPBIT);      //等待STOP位为低电平
   I2CS = 0x80;           //start
   I2DAT = 0xDE;    //address
   while((I2CS &0x01)!=0x01);   //waiting for done bit
   I2DAT = 0x00;    //word address 0
   while((I2CS &0x01)!=0x01); //waiting for done bit
   I2DAT = 0x3F;    //word address 1
   while((I2CS &0x01)!=0x01); //waiting for done bit
   I2DAT = val;     //data to be writed
   while((I2CS &0x01)!=0x01); //waiting for done bit
   I2CS = 0x40;     //stop    
}

void rtcregwr(void)
{
   unsigned char i;
   while(I2CS & bSTOPBIT);
   I2CS = 0x80;       //STATT
   I2DAT = 0xDE;       //ADDRESS 11011110
   while((I2CS &0x01)!=0x01);   //waiting for done bit
   I2DAT = 0x00;
   while((I2CS &0x01)!=0x01);   //waiting for done bit
   I2DAT = 0x30;
   while((I2CS &0x01)!=0x01);
   for(i =0; i <8; i ++)
   {
  I2DAT = Day;
  while((I2CS &0x01)!=0x01);   //waiting for done bit
   }
   I2CS = 0x40;
}