HaaS EDU K1设备资源之 IIC

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发布时间：2019-02-26

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1、概述

IIC(Inter－Integrated 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，高速IIC总线一般可达400kbps以上。

I2C总线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。IIC总线如图所示：

IIC总线时序图

2、资源介绍

HaaS1000中自带了两路I2C，只支持主模式，最高1.4Mbps接口。两路I2C管脚也是复用的，都是通过IO的fuction选择出来的。

当前的EDU的默认配置为：

引脚名	GPIO	说明
I2C_M0_SCL	GPIO_P2_0	i2C0的SCL
I2C_M0_SDA	GPIO_P2_1	i2C0的SDA
I2C_M1_SCL	GPIO_P0_2	I2C1的SCL
I2C_M1_SDA	GPIO_P0_3	I2C1的SDA

HaaS EDU K1中只用到的了I2C1, 即（GPIO_P0_2，GPIO_P0_3）。

3、HAL接口介绍

AliOS Things对于不同底层驱动的i2c操作实现，统一封装成本文所述hal I2c接口。 hal相关头文件位于目录：include/aos/hal。hal相关实现位于具体的mcu目录下，如：platform/mcu/haas1000/hal/。

3.1、API列表

hal_i2c_init	初始化指定I2C端口
hal_i2c_master_send	master模式下从指定的I2C端口发送数据
hal_i2c_master_recv	master模式下从指定的I2C端口接收数据
hal_i2c_slave_send	slave模式下从指定的I2C端口发送数据
hal_i2c_slave_recv	slave模式下从指定的I2C端口接收数据
hal_i2c_mem_write	mem模式（读写I2C存储器）下从指定的I2C端口发送数据
hal_i2c_mem_read	mem模式（读写I2C存储器）下从指定的I2C端口接收数据
hal_i2c_finalize	关闭指定I2C端口

3.2、API详情

请参考

3.2.1、相关宏定义

#define I2C_MODE_MASTER 1 /* i2c communication is master mode */#define I2C_MODE_SLAVE  2 /* i2c communication is slave mode */#define I2C_MEM_ADDR_SIZE_8BIT  1 /* i2c memory address size 8bit */#define I2C_MEM_ADDR_SIZE_16BIT 2 /* i2c memory address size 16bit *//* * Specifies one of the standard I2C bus bit rates for I2C communication */#define I2C_BUS_BIT_RATES_100K  100000#define I2C_BUS_BIT_RATES_400K  400000#define I2C_BUS_BIT_RATES_3400K 3400000#define I2C_HAL_ADDRESS_WIDTH_7BIT  0#define I2C_HAL_ADDRESS_WIDTH_10BIT 1

3.2.2、相关结数据结构

i2c_dev_t

typedef struct {    uint8_t      port;   /* i2c port */    i2c_config_t config; /* i2c config */    void        *priv;   /* priv data */} i2c_dev_t;

i2c_config_t

typedef struct {    uint32_t address_width;    uint32_t freq;    uint8_t  mode;    uint16_t dev_addr;} i2c_config_t;

3.2.3、hal_i2c_init

初始化指定I2C端口

函数原型

int32_t hal_i2c_init(i2c_dev_t *i2c)

参数

i2c_dev_t *i2c

入参

I2C设备描述，定义需要初始化的I2C参数

用户自定义一个i2c_dev_t结构体

返回值

返回成功或失败, 返回0表示I2C初始化成功，非0表示失败

调用示例

#define Si7006_ADDRESS 0x40    i2c_dev.port                 = 1;    i2c_dev.config.address_width = I2C_HAL_ADDRESS_WIDTH_7BIT;    i2c_dev.config.freq          = I2C_BUS_BIT_RATES_400K;    i2c_dev.config.mode          = I2C_MODE_MASTER;    i2c_dev.config.dev_addr      = Si7006_ADDRESS;    hal_i2c_init(&i2c_dev);

3.2.4、hal_i2c_master_send

master模式下从指定的I2C端口发送数据

函数原型

int32_t hal_i2c_master_send(i2c_dev_t *i2c, uint16_t dev_addr, const uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)

参数

i2c_dev_t *i2c	入参	I2C设备描述	使用hal_i2c_init传入参数
uint16_t dev_addr	入参	目标设备地址	0x50
const uint8_t *data	入参	指向发送缓冲区的数据指针	char pdata_send[10]
uint16_t size	入参	要发送的数据字节数	10
uint32_t timeout	入参	超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER	50

返回值

返回成功或失败, 返回0表示I2C数据发送成功，非0表示失败

调用示例

char pdata_send[10] = {0};#define I2C2_SLAVE_ADDR  0x50ret = hal_i2c_master_send(&i2c_dev_master,I2C2_SLAVE_ADDR,pdata_send,10,50);

3.2.5、hal_i2c_master_recv

master模式下从指定的I2C端口接收数据

函数原型

int32_t hal_i2c_master_recv(i2c_dev_t *i2c, uint16_t dev_addr, uint8_t *data,uint16_t size, uint32_t timeout)

参数

i2c_dev_t *i2c	入参	I2C设备描述	使用hal_i2c_init传入参数
uint16_t dev_addr	入参	目标设备地址	0x50
uint8_t *data	入参	指向接收缓冲区的数据指针	char pdata_recv[10]
uint16_t size	入参	期望接收的数据字节数	10
uint32_t timeout	入参	超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER	50

返回值

返回成功或失败, 返回0表示成功接收size个数据，非0表示失败

调用示例

char pdata_recv[10] = {0};#define I2C2_SLAVE_ADDR  0x50ret = hal_i2c_master_recv(&i2c_dev_master,I2C2_SLAVE_ADDR,pdata_recv,10,50);

3.2.6、hal_i2c_slave_send

slave模式下从指定的I2C端口发送数据

函数原型

int32_t hal_i2c_slave_send(i2c_dev_t *i2c, const uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)

参数

i2c_dev_t *i2c	入参	I2C设备描述	使用hal_i2c_init传入参数
const uint8_t *data	入参	指向发送缓冲区的数据指针	char pdata_send[10]
uint16_t size	入参	要发送的数据字节数	10
uint32_t timeout	入参	超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER	50

返回值

返回成功或失败, 返回0表示成功发送size个数据，非0表示失败

调用示例

char pdata_send[10] = {0};ret = hal_i2c_slave_send(&i2c_dev_slave,pdata_send,10,50);

3.2.7、hal_i2c_slave_recv

slave模式下从指定的I2C端口接收数据

函数原型

int32_t hal_i2c_slave_recv(i2c_dev_t *i2c, uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)

参数

i2c_dev_t *i2c	入参	I2C设备描述	使用hal_i2c_init传入参数
uint8_t *data	入参	指向要接收数据的数据指针	char pdata_recv[10]
uint16_t size	入参	要接收的数据字节数	10
uint32_t timeout	入参	超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER	50

返回值

返回成功或失败, 返回0表示成功接收size个数据，非0表示失败

调用示例

char pdata_recv[10] = {0};ret = hal_i2c_slave_recv(&i2c_dev_slave,pdata_recv,10,50);

3.2.8、hal_i2c_mem_write

向指定的设备内存写数据

函数原型

int32_t hal_i2c_mem_write(i2c_dev_t *i2c, uint16_t dev_addr, uint16_t mem_addr, uint16_t mem_addr_size, const uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)

参数

i2c_dev_t *i2c	入参	I2C设备描述	使用hal_i2c_init传入参数
uint16_t dev_addr	入参	目标设备地址	0x50
uint16_t mem_addr	入参	内部内存地址	0x20
uint16_t mem_addr_size	入参	内部内存地址大小	1
const uint8_t *data	入参	指向要发送数据的数据指针	char pdata[10]
uint16_t size	入参	要发送的数据字节数	1
uint32_t timeout	入参	超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER	50

返回值

返回成功或失败, 返回0表示成功发送size个数据，非0表示失败

调用示例

char pdata[10] = {0};ret = hal_i2c_mem_write(&i2c_dev_master,0x50,0x20,1,pdata,1,50);

3.2.9、hal_i2c_mem_read

从指定的设备内存读数据

函数原型

int32_t hal_i2c_mem_read(i2c_dev_t *i2c, uint16_t dev_addr, uint16_t mem_addr, uint16_t mem_addr_size, uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)

参数

i2c_dev_t *i2c	入参	I2C设备描述	使用hal_i2c_init传入参数
uint16_t dev_addr	入参	目标设备地址	0x50
uint16_t mem_addr	入参	内部内存地址	0x20
uint16_t mem_addr_size	入参	内部内存地址大小	1
uint8_t *data	入参	指向接收缓冲区的数据指针	char pdata[10]
uint16_t size	入参	要接收的数据字节数	1
uint32_t timeout	入参	超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER	50

返回值

返回成功或失败, 返回0表示成功接收size个数据，非0表示失败

调用示例

char pdata[10] = {0};ret = hal_i2c_mem_read(&i2c_dev_master,0x50,0x20,1,pdata,1,50);

3.2.10、hal_i2c_finalize

关闭指定I2C端口

函数原型

int32_t hal_i2c_finalize(i2c_dev_t *i2c)

参数

i2c_dev_t *i2c

入参

I2C设备描述

使用hal_i2c_init传入参数

返回值

类型：int 返回成功或失败, 返回0表示I2C关闭成功，非0表示失败。

调用示例

ret = hal_i2c_finalize(&i2c_dev_master);

4、示例介绍

HaaS EDU K1上自带了多个传感器，均为I2C方式访问，这里我们选取温湿度SI7006的测试代码用来介绍I2C是如何运作的。

4.1、硬件实现

本章用到的硬件电路在开发板上默认是已经连接好了的，默认的I2C地址为0x40。原理图如下：

EDU K1上 SI7006部分原理图

4.2、软件设计

驱动代码位于platform/board/haaseduk1/drivers/i2c.c

I2C部分测试代码位于 application/example/edu_demo/mfg_test/sensors_test.c

获取ID

si7006_getID(id_buf);if (id_buf[4] == Si7006_TAG){    LOGI("si7006_test", "READ Si7006 Chip OK");}

uint8_t si7006_getVer(void){    uint8_t reg[2]  = {Si7006_READ_Firmware_Revision_0,Si7006_READ_Firmware_Revision_1};    uint8_t version = 0;    hal_i2c_master_send(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, reg, 2, 1000);    aos_msleep(30);    hal_i2c_master_recv(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, &version, 1, 1000);    //LOGI("APP", "ver:0x%2x \n",version);    return version;}

获取版本号

uint8_t ver = si7006_getVer();LOGI("si7006_test", "si7006_version %x\n", ver);if(ver != 0x20){    goto _failed;}

获取温湿度值

si7006_getTempHumidity(&Humidity, &Temp);LOGI("si7006_test", "Temp :%f Humidity : %f\n", Temp, Humidity);if((Humidity > 300.0 || Humidity < -100.0) || (Temp > 200.0 || Temp < -50.0)){    goto _failed;}

4.3、编译与下载

4.3.1、代码准备

打开edu_demo的产测开关

application/example/edu_demo/Config.in

在该文件中修改编译选项，将default n改为y，从而打开EDK_DEMO_FACTORY_TEST_ENABLIE开关。

config EDK_DEMO_FACTORY_TEST_ENABLIE    bool "enable factory test function"    default y

加入Demo到启动代码

application/example/edu_demo/app_entry.c

函数application_start中注释掉menu_init(); 添加sensors_test(0);，0代表SI7006的测试。

      //menu_init();      sensors_test(0);

4.3.2、编译

使用命令行方式进行编译

aos make distcleanaos make edu_demo@haaseduk1 -c configaos make

4.3.3、烧录

命令行方式

aos upload

图形界面方式

详见第4.3.3章节-使用GUI工具烧录部分。

4.4、运行结果

************************************************************************************** SI7006 Test ***************************** How to test: ***************************************************************************************************************************************************************************** ===SI7006 test start=======Result : SI7006 test PASS !!! ===