IIC总线实验(十).doc

声明：本文为原创作品，版权归本博文作者所有，如需转载，请注明出处简介 这一节，我们来讲一讲有关IIC总线的实验，在硬件中，我们实用了24LC04，一个512字节的EEPROM。在NIOS II中，没有集成IIC接口，为了实现这一功能，我们有两种途径，一种就是自己写IP核或者移植别人的IP核，另一种方法就是通过IO口模拟IIC总线协议。我们这一节采用的方法是后者，通过IO口模拟IIC总线协议，以达到对24LC04控制读写的目的。 首先，我简单介绍一下IIC总线的原理，大家稍微了解一下。IIC(InterIntegrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。它在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。这些信号中，起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要。下图就为IIC总线的时序图。简单介绍之后，我们就要开始实践一下了，开始吧硬件开发 首先，需要在软核中添加两个IO模块，并将其命名为SCL和SDA，其中，SCL为output建ports only（仅输出），SDA为Bidirection (tristate) port(双向)，建好以后，如下图所示 接下来，我们自动分配一下地址，编译。完成后，我们回到Quartus界面。然后我们来分配引脚，如下图所示 分配好管脚以后，我们运行TCL脚本文件，开始编译(Ctrl+L) 编译完成后，我们的硬件部分就结束了，接下来，就是我们的软件开发部分了。软件开发 首先，我们打开NIOS II 9.0 IDE，然后进行编译（Ctrl+B）。 编译好以后，我们看一下system.h文件，看是否多出了SCL和SDA部分代码。跟我们预期的一样，system.h文件中出现了SCL和SDA部分代码，如下表所示/* SCL configuration*/#defineSCL_NAME/dev/SCL#defineSCL_TYPEaltera_avalon_pio#defineSCL_BASE 0x00201060/* SDA configuration*/#defineSDA_NAME/dev/SDA#defineSDA_TYPEaltera_avalon_pio#defineSDA_BASE 0x00201070 在跟大家讨论过程中，我了解到很多人都想知道有关NIOS II自带的API的用法，所以，今天我就用这种方式来实现我们的程序。不过我还是推荐大家用我之前的方式编写程序，道理我已经说过了， 在此不再重复。下面我们在inc目录下建立一个iic.h文件，如下表所示#ifndefIIC_H_#defineIIC_H_#defineOUT1#defineIN0typedefstructvoid(* write_byte)(unsignedshortaddr,unsignedchardat);unsignedchar(* read_byte)(unsignedshortaddr);IIC;externIIC iic;#endif/*IIC_H_*/接下来，我们需要在driver下建立iic.c文件，如下表所示#include#include#include#includesystem.h#includealtera_avalon_pio_regs.h#includealt_types.h#include./inc/iic.hstaticalt_u8 read_byte(alt_u16 addr);staticvoidwrite_byte(alt_u16 addr, alt_u8 dat);IIC iic =.write_byte = write_byte,.read_byte = read_byte;/* =FUNCTION=*Name:start*Description:IIC启动* =*/staticvoidstart(void)IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, OUT);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE, 1);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(10);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE, 0);usleep(5);/* =FUNCTION=*Name:uart_send_byte*Description:IIC停止* =*/staticvoidstop(void)IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, OUT);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE, 0);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);usleep(10);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(5);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE, 1);usleep(10);/* =FUNCTION=*Name:ack*Description:IIC应答* =*/staticvoidack(void)alt_u8 tmp;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, IN);usleep(10);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(5);tmp = IORD_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE);usleep(5);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);usleep(10);while(tmp);/* =FUNCTION=*Name:iic_write*Description:IIC写一个字节* =*/voidiic_write(alt_u8 dat)alt_u8 i, tmp;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, OUT);for(i=0; i8; i+)IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);usleep(5);tmp = (dat & 0x80) ? 1 : 0;dat = 1;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SDA_BASE, tmp);usleep(5);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(10);/* =FUNCTION=*Name:read*Description:IIC读一个字节* =*/staticalt_u8 iic_read(void)alt_u8 i, dat = 0;IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DIRECTION(SDA_BASE, IN);for(i=0; i8; i+)IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 0);usleep(10);IOWR_ALTERA_AVALON_PIO_DATA(SCL_BASE, 1);usleep(5);dat 7) & 0xfe;start();iic_write(cmd);ack();iic_write(addr);ack();iic_write(dat);ack();stop();/* =FUNCTION=*Name:read_byte*Description:从EEPROM读一个字节* =*/staticalt_u8 read_byte(alt_u16 addr)alt_u8 cmd, dat;cmd