ARM学习随笔（14） I2C转UART之SC16IS740

Num1:首先要来了解I2C接口。

aduc7023I2C接口不同于51单片机的模拟出来的I2C。只要对ADuc7023相应的I2C寄存器进行操作即可。它类似于UART，具有2字节的FIFO。在未写入从地址之前，传输并未开始。

OUT和IN是从机自动进行操作的。

主机发送：

在发送字节前，必须首先将数据载入发送FIFO，即I2C0MTX中。I2C0ADR寄存器中必须指定从机的地址。对于数据写入，地址寄存器中的写操作(W)位必须置0。写入I2C0ADR寄存器会自动产生一个起始条件，并启动传输。（注意是自动产生起始条件的，而且只有写入I2C0ADR之后才能启动）
每个发送字节的第一个时钟脉冲上会产生一个I2C中断。I2C0MSTA的位2和位1置1，表示主机刚刚发送一个字节，并且FIFO下溢。因此，用户可以向FIFO添加一个字节。
如果启动传输时FIFO中只有一个字节，则第一个I2C中断发生在所发送地址的第一个时钟脉冲上。如果FIFO中有两个字节，则中断发生在所发送的第一个字节的第一个时钟脉冲上。（即启动传输时FIFO中得有字节，一个或两个都可以，在写入I2C0ADR寄存器之前写I2C0MTX。传输开始时，第一个字节将触发中断）

主机接收：

通过I2C0CNT寄存器配置要读取的字节数。其值表示要从从机读取的字节数加1。（当读取够I2C0CNT配置的字节数时主机不再接收更多数据，通知从机停止传输字节，不再产生中断  重要！！！！！！）
为了开始接收数据，I2C0ADR寄存器中的读操作(R)位应置1。这将启动传输，并利用I2C0ADR寄存器所设置的地址和R/W位产生起始条件。接收到每个字节后（第9个时钟脉冲ACK或NACK之后），会产生一个中断。I2C0MSTA的位3置1，表示刚刚接收到一个字节。只有读取I2C0MRX才能使此位清零。
当主机不需要接收更多数据时（即满足I2C0CNT配置的字节数，I2C0CNT是内置的计数器，自动对读取的字节数计数，达到时停止接收字节），它针对最后接收到的字节自动产生NACK。这相当于通知从机停止传输字节，以便主机能够产生停止条件。
如果没有及时读取所接收到的数据，并且FIFO已满，则主机将针对所接收到的额外数据提供一个NACK。

发送和接收触发中断的条件(首先要使能IRQEN对应的I2Cx位，比如第10位置1使能I2C1中断）：

接收：启动传输后等待从机发送数据，当数据进入接收FIFO后，即产生中断

发送：启动传输后，当主机完成一个字节传输时，产生中断

产生中断以后，开始对于中断的处理：

aduc7023 读取IRQSTA判断是否是I2C1主机产生的中断，如果是，则再读取I2CxMSTA判断是接收请求中断还是发送请求中断。

若是接收请求中断，则判断有没有够接收字节数（可以少于I20CNT，但不能多于I2C0CNT),如果还需要接收，则继续读取I2C1MRX；当达到I2C0CNT时不再接收字节，不再产生中断。

若是发送请求中断，则判断发送的字节数有没有达到要求的字节数，是否要继续发送(多发送一位空的//错误，不需要多发送一位，如果是字符串，用sizeof()，自己会发送末尾的'\0'的  \\事后再实验发现这个结论也是错的，想不明白。。  )

 

(一)I2C操作

①初始化：

1.选择管脚功能为I2C功能（此I2C对应的管脚要看原理图中所连的管脚，比如scl1,sda1)

2.设置I2C时钟频率(PLLCON控制时钟系统的工作模式，POWCON0控制内核时钟频率和掉电模式,这是系统初始化要用到的，而POWCON1则控制I2C和SPI的时钟频率。为了防止意外编程，写PLLCON和POWCONx寄存器时需要遵循特定的时序。)，即设置POWCON1。

所以一般配置为POWKEY3=0X76;POWCON1=0X124；（将2,5,8位置1，SPI,I2C时钟为41.78MHZ）POWKEY4=0XB1;

 

3.设置串行时钟频率：I2CxDIV

一般选择100KHZ，即设置为I2CxDIV=0XCFCF;

 

4.使能中断IRQEN（由于使用到了中断，当中断使能时，接收或发送都会触发中断，具体每一位代表什么可参考相应datasheet）

 

②主机发送操作

（具体参考AN895应用笔记，这个是ADuc702x系列，略有不同，但过程大同小异）

1.Flush TX FIFO

2.向TX FIFO中写入一字节（或两字节，根据前文发送FIFO操作中所要求的，反正传输开始时第一个字节发送出OUT就会产生中断）

3.写I2CxADR0从机地址（读写位设为写   启动传输，等待第一个字节发送出去产生中断）

4.等待要求字节数的数据传送完毕（进入IRQ服务程序，判断是否还有数据需要发送，若有继续发送到TX FIFO中

 

③主机接收操作

 

根据上图要求，读取数据前就需要设置I2CxMCNT0（内置计数器，达到以后不再读取数据）

1.设置I2CxMCNT0

2.写I2CxDAR0(读写位设置为读 传输开始等待，等待IN传给RX FIFO中，有数据传入则产生中断 ；  读数据指的是读SC16IS740芯片寄存器中的数据，如读RHR寄存器中的数据）

3.等待要求的字节数的数据读出完毕（读的字节数可以少于I2CxMCNT0，此时因为没有及时读取所接收到的数据，若FIFO已满，则主机将针对所接收到的额外数据提供一个NACK，以停止传输，若FIFO不满，则继续传输。注意FIFO只有2字节）

 

 

Num2:uart操作（可以就把SC16IS740当作aduc7023的一部分，uart的寄存器在SC16IS740里，需要用I2C通信来读取或写相应uart寄存器地址处的值）

uart初始化：

①设置波特率。打开除数锁存端，配置DLL,DLH，配置完成后关闭除数锁存端

②选择数据格式。

③设置触发深度FIFO，并复位TX FIFO,RX FIFO,使能FIFO（当UART接收到大量字符且这些数据不足够以触发接收中断（因为它们没有到达接收触发点）时，UART将在接收到最后一个字符后4字符时间内产生超时中断。超时中断也能触发uart的IRQ，它是SC16IS740上的IRQ。超时计数器将在接收到的每个停止位的中间或每次读接收FIFO时复位。）

④使能中断IEREN

所以uart内部寄存器要左移三位再写入

写寄存器操作（往相应寄存器地址处写字节即可设置，寄存器地址按上图规定左移三位）：

①Flush TX FIFO

②写一字节到TX FIFO  I2C1MTX=reg;

③写从地址 I2C1ADR0=从地址（读写位为写），启动传输，然后会传输reg.

④判断数据是否传完（对于普通寄存器设置来说，接下来只要再传输一字节即可，对于THR则可能传输多个字节，按照上图来）

 

读寄存器操作（按照上图，操作时序为从地址（写）->reg->从地址（读）->数据，读出的数据要另外定义一个变量用于存放）

①I2C写操作，写reg(就是写一个寄存器地址)

②I2C读操作，读出数据存放。

 

接收器、发送器：

①接收保存寄存器(RHR)
接收器部分由一个接收保存寄存器(RHR)和接收移位寄存器(RSR)组成。RHR实际上是一个64字节FIFO。RSR接收RX端的串行数据。然后将数据转化为并行数据并转移到RHR。线控制寄存器控制接收器部分。如果FIFO被禁能，则FIFO的单元0用来存储字符。

②发送保存寄存器(THR)
发送器部分由一个发送保存寄存器(THR)和发送移位寄存器(TSR)组成。THR实际上是一个64字节FIFO。THR接收数据并将其移入TSR。然后在TSR中将其转化为串行数据并在TX端移出。如果FIFO被禁能，则FIFO仍用来存储字节。如果发生溢出则字符丢失。（THR接收数据就是在THR地址处写多个字节）

 

UartsendBytes操作：

I2C写操作，往THR地址中写n个字节（都存放到了该64字节FIFO中），等待终端读光FIFO

 

UartreadBytes操作（由于未使用中断服务程序来读取，所以与触发深度无关）：

I2C读操作，读取LSR状态，通过LSR[0]判断RX FIFO中是否有数据，若有，则循环I2C读取RXLVL判断有多少字符，并通过I2C读取RHR寄存器字符，直到RXLVL没有字符数