软件模拟I2C

这些天在做一个h.264设备，用的ARM芯片是带I2C接口，但这I2C一来只支持400K，二来没有可调的时序空间，没法支持TVP5150这种有点瑕疵的I2C，至此只好借用两个GPIO口通过软件来模拟i2c操作。 在用的这ARM芯片GPIO也够省的，不够用，只好外挂一颗SC16IS760，模拟i2c就过它的GPIO口： GPIO1--->SCL GPIO3--->SDA 模块向外曝露的接口： int swi2c_write(uint8_t i2caddr, uint8_t subaddr, uint8_t data); int swi2c_blkwrite(uint8_t i2caddr, uint8_t subaddr, uint8_t *data, uint32_t blksize); int swi2c_read(uint8_t i2caddr, uint8_t subaddr, uint8_t *data); int swi2c_blkread(uint8_t i2caddr, uint8_t subaddr, uint8_t *data, uint32_t blksize); 模块需要外界提供的接口： #define swi2c_udelay(us) #define swi2c_scl_low() #define swi2c_scl_high() #define swi2c_sda_input() #define swi2c_sda_output()             #define swi2c_sda_low()                 #define swi2c_sda_high()             #define swi2c_sda()                     //------------------------------------------------------------------------------  //  Routine:    Start     //  Inputs:     none     //  Outputs:    none     //  Purpose:    Sends I2C Start Trasfer - "S"     //------------------------------------------------------------------------------  // 在执行任何一次i2c操作前和i2c操作后,应保证: // 1: sda, 输出, 高电平(必须保证) // 2: scl, 输出, 高电平() void swi2c_start(void)    {     swi2c_scl_high();    // 常态下scl应该是输出高电平,此处是为了预防万一     swi2c_udelay(5);            // tSU, Min:4.7us     swi2c_sda_low();     swi2c_udelay(5);            // tHD, Min:4.0us      swi2c_scl_low();     // 让退前出, scl(low)至少已维持了tLOW时间, 而sda(low)则至少已维持tLOW+tSU时间     swi2c_udelay(5);            // tLOW, Min:4.7us     return; }    //------------------------------------------------------------------------------  //  Routine:    Stop     //  Inputs:     none     //  Outputs:    none     //  Purpose:    Sends I2C Stop Trasfer - "P"     // stop之前不用延时 //------------------------------------------------------------------------------  void swi2c_stop(void)    {     swi2c_sda_low();     swi2c_udelay(5);            // tSU, Min:4.7us     swi2c_scl_high();         swi2c_udelay(5);            // tSU, Min:4.7us     swi2c_sda_high();     return; } //------------------------------------------------------------------------------  //  Routine:    Write     //  Inputs:     data //  Outputs:    int     //  Purpose:    Writes data over the I2C bus and return status.     //  返回值:  //    0: 有ACK //    -1: 无ACK //------------------------------------------------------------------------------        int swi2c_wdata(uint8_t data)    {     uint8_t        ibit;        int            retval = 0;     // An I2C output byte is bits 7-0 (MSB to LSB). Shift one bit at a time to      // the SDATA output, and then clock the data to the I2C Slave device.         // Send 8 bits out the port          for(ibit = 0; ibit < 8; ibit++) {         if (data & 0x80) {             swi2c_sda_high();         } else {             swi2c_sda_low();         }         swi2c_udelay(5);    // tSU, Min:4.7us                       swi2c_scl_high();         swi2c_udelay(5);    // tHIGH, Min:4.0us         swi2c_scl_low();         swi2c_udelay(5);    // tLOW, Min:4.7us         data <<= 1;        //shift the byte by one bit         }          // 我不能确定是否一定需在把sda置为high     // 置为high是考虑到一种情况：     // 1.原先sda就输出low     // 2.置为输入后，从设备不动sda，以至sda还是low，这样会使主设备误判时有ACK！     // 但是第二点似乎不能站住脚，为什么呢？要是从设备不处理，也就是意味着释放sda，sda应该被上拉电阻拉高！     // 先这么办，把以下这个注释掉     // swi2c_sda_high();     swi2c_sda_input();     swi2c_scl_high();     swi2c_udelay(5);    // tSU, Min:4.7us     if (!swi2c_sda()) {         retval = 0;        // ACK from slave         } else {         retval = -1;    // NACK from slave         }     // 退出写一个字节,scl置低,sda置高     swi2c_scl_low(); // 这个置低会通常会使sda有一个由低的到高的跳变(我怀疑是slave检测到scl变低,于是就释放了sda)     swi2c_sda_output();     swi2c_sda_high();     // 让退前出, scl(low)/sda(high)至少已维持了tLOW时间     swi2c_udelay(5);    // tLOW, Min:4.7us     return retval; } //------------------------------------------------------------------------------  //  Routine:    Read     //  Inputs:     *data_in, send_ack (if true send the ACK signal else send NACK)     //  Outputs:    bool     //  Purpose:    Reads data from the I2C bus and return it in data_in.     //              Returns status.     //------------------------------------------------------------------------------        void swi2c_rdata(uint8_t *data, int ack) {     uint8_t        ibit;     swi2c_sda_input();     // 这里可能产生一个脉冲           // Get 8 bits from the device         for (*data = 0, ibit = 0; ibit < 8; ibit ++) {         swi2c_scl_high();         swi2c_udelay(5);    // tHIGH, Min:4.7us         if (swi2c_sda()) {             *data = *data | (1 << (7 - ibit));         }         swi2c_scl_low();    // 这第8个置低会通常会使sda有一个由低的到高的跳变(我怀疑是slave检测到scl变低,于是就释放了sda)         swi2c_udelay(5);    // tLOW, Min:4.7us     }          swi2c_sda_output();     // 这里可能产生一个脉冲     // 一旦设为一个输出,原因值是1,又要ACK     if (ack) {         swi2c_sda_low();    // Set data pin to output/low to ACK the read     } else {         swi2c_sda_high();    // Set data pin to input/high to NACK the read     }     swi2c_udelay(5);    // tSU, Min:4.7us           swi2c_scl_high();    // Set SCLK high         swi2c_udelay(5);    // tHIGH, Min:4.0us     swi2c_scl_low();    // Set SCLK high         swi2c_sda_high();     // 让退前出, scl(low)/sda(high)至少已维持了tLOW时间     swi2c_udelay(5);    // tLOW, Min:4.7us     return; }    //------------------------------------------------------------------------------       // Procedure:   swi2c_write // Inputs:      i2caddr, subaddr, data // Outputs:     int // Description: Writes a byte to the given address and return status.     //------------------------------------------------------------------------------  int swi2c_write(uint8_t i2caddr, uint8_t subaddr, uint8_t data) {     // posix_print("swi2c_write, (%02x, %02x, %02x)\n", i2caddr, subaddr, data);     swi2c_start();    // Send start signal         if (swi2c_wdata(i2caddr & 0xfe)) {    // Send identifier I2C address         posix_print("------<swi2c_write>, swi2c_wdata, i2caddr fail\n");         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer             return -1;        }     if (swi2c_wdata(subaddr)) {    // Send address to device         posix_print("------<swi2c_read>, swi2c_wdata, subaddr fail\n");         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer         return -1;        }     if (swi2c_wdata(data)) {    // Send address to device         posix_print("------<swi2c_read>, swi2c_wdata, data fail\n");         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer         return -1;        }     swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer     return 0;    } int swi2c_blkwrite(uint8_t i2caddr, uint8_t subaddr, uint8_t *data, uint32_t blksize) {     uint32_t        blk;     swi2c_start();    // Send start signal         if (swi2c_wdata(i2caddr & 0xfe)) {    // Send identifier I2C address         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer             return -1;        }     if (swi2c_wdata(subaddr)) {    // Send address to device         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer         return -1;        }     for (blk = 0; blk < blksize; blk ++) {         if (swi2c_wdata(data[blk])) {    // Send data to device             swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer             return -1;            }     }     swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer     return 0;    } //------------------------------------------------------------------------------       // Procedure:   I2C_Read     // Inputs:      *data_in, address     // Outputs:     bool     // Description: Reads a byte from the given address and return status.     //------------------------------------------------------------------------------  int swi2c_read(uint8_t i2caddr, uint8_t subaddr, uint8_t *data) {        swi2c_start();    // Send start signal         if (swi2c_wdata(i2caddr & 0xfe)) {    // Send identifier I2C address         posix_print("------<swi2c_read>, swi2c_wdata, i2caddr fail\n");         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer             return -1;        }     if (swi2c_wdata(subaddr)) {    // Send address to device         posix_print("------<swi2c_read>, swi2c_wdata, subaddr fail\n");         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer         return -1;        }     swi2c_start();    // Send start signal     if (swi2c_wdata(i2caddr | 0x01)) {    // Send identifier I2C address         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer             posix_print("------<swi2c_read>, swi2c_wdata, re-i2caddr fail\n");         return -1;        }        swi2c_rdata(data, 0);     swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer     return 0; } int swi2c_blkread(uint8_t i2caddr, uint8_t subaddr, uint8_t *data, uint32_t blksize) {        uint32_t        blk;     swi2c_start();    // Send start signal         if (swi2c_wdata(i2caddr & 0xfe)) {    // Send identifier I2C address         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer             return -1;        }     if (swi2c_wdata(subaddr)) {    // Send address to device         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer         return -1;        }     swi2c_start();    // Send start signal         if (swi2c_wdata(i2caddr | 0x01)) {    // Send identifier I2C address         swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer             return -1;        }        for (blk = 0; blk < blksize; blk ++) {         swi2c_rdata(data + blk, (blk != blksize - 1)? 1: 0);     }     swi2c_stop();    // Send I2C Stop Transfer     return 0; }