英创工业主板EM9160的GPIO应用于I2C通讯 应用, 主板, 通讯, 工业, GPIO

emtronix20105

英创EM9160 ARM9工业主板具有丰富的GPIO资源，通过GPIO来实现SPI，I2C的数据传输，具有使用非常灵活的优点，同时最高波特率还可达到1Mbps以上。I2C在智能终端中的应用非常普遍，如I2C总线时钟芯片，I2C总线存贮器等。之前已对I2C总线操作铁电存贮器有过说明，相关文章请参考嵌入式技术天地“工控主板支持铁电存储器的简易方案”（http://www.emtronix.com/article/article2009328.html ）。英创公司的EM9160工业主板的高性价比与高可靠性，使其在智能终端中的应用中越来越具优势。为了更进一步说明EM9160工业主板使用GPIO来摸拟I2C总线的应用，本文对具有自动温度补偿的实时钟RX8025的操作为例来说明。对于I2C总来来说，最重要的是同步时钟与数据之间的时间关系，为了便于用户直接使用，英创公司将GPIO摸拟I2C的操作过程进行了封装，提供最简洁的函数作为接口，被定义在I2C的头文件GPIO_I2C.h中，如下所示：        // 初始化I2C总线，主要是设置所使用的GPIO的输出状态
       int I2C_Init ( );                                       

       //通过I2C写数据
//输入参数
// uDevAddr  I2C器件的物理地址
// uRegIdx    要操作的I2C器件内部的寄存器地址
// abyte      要写入到I2C的数据
//返回值：>=0 操作成功
//            =-1 操作失败
       int I2C_ByteWrite(UCHAR uDevAddr, UCHAR uRegIdx, UCHAR abyte);

       //通过I2C读取数据
//输入参数
// uDevAddr  I2C器件的物理地址
// uRegIdx    要操作的I2C器件内部的寄存器地址
// pBuf       所读取的数据的输出BUFF
// DataLen    要读数据的个数
//返回值：>=0 操作成功 即读取出来的有效数据
//            =-1 操作失败
       int I2C_ByteRead(UCHAR uDevAddr, UCHAR uRegIdx, UCHAR* pBuf, int DataLen);

实现I2C通讯过程控制的源代码在GPIO_I2C.cpp中，同时在该文件中定义了I2C总线能够使用的引脚资源及I2C总线SCL、SDA所使用的信号定义：
#define     GPIO0   0x01
#define     GPIO1   0x02
#define     GPIO2   0x04
#define     GPIO3   0x08
#define     GPIO4   0x10
#define     GPIO5   0x20
#define     GPIO6   0x40
#define     GPIO7   0x80
#define     GPIO8   0x100
#define     GPIO9   0x200
#define     GPIO10  0x400
#define     GPIO11  0x800
#define     GPIO12  0x1000
#define     GPIO13  0x2000
#define     GPIO14  0x4000
#define     GPIO15  0x8000

#define     SCL  GPIO6   // GPIO6 被定义为I2C时钟信号线
#define     SDA  GPIO7   // GPIO7 被定义为I2C数据线

       在使用EM9160工业主板的GPIO来实现I2C总线通讯时，同步时钟能稳定地工作在250KHz。要注意I2C的两个信号线，分别为同步时钟信号线SCL与双向通讯数据线SDA，这两条信号线所使用的GPIO被定义在GPIO_I2C.CPP文件中，如上面所示。在使用时根据实际情况，只需重新定义SCL和SDA信号所使用的GPIO即可。下面是调用GPIO_I2C中的操作函数实现时实钟RX8025操作的调用方法：
        //时钟寄存器数据读取
int  RTC_ByteRead( unsigned char REG_Addr , unsigned char *pBuf , int iLen)
{
     UCHAR cRByte;
     int   i1 ;

     cRByte = REG_Addr<<4; //根据RX8025的要求，寄存器地址放在高4位
     i1 = I2C_ByteRead( RX8025_ADDR , cRByte , pBuf , iLen );
     return i1;
}
        //时钟寄存器数据设置
int  RTC_ByteWrite( unsigned char REG_Addr, unsigned char Value )
{
     UCHAR cRByte;
     int i1;

     cRByte = REG_Addr<<4;
     i1 = I2C_ByteWrite( RX8025_ADDR , cRByte ,  Value );
     if( i1 == -1 )
            return -1;
     return 1;
}
       再次调用以上两个实时钟读写操作函数则可轻实现现对RX8025的操作，如下：
       //只读取控制寄存器2
       i1 = RTC_ByteRead ( Reg_Contor2 , &cTmp , 1 );
       //从秒地址开始将年、月、日、时、分、秒、星期的数据一次性读出
       i1 = RTC_ByteRead( Reg_Second , cTmp , 7 );
       //设置时间寄存器“年”为10年
       i1 = RTC_ByteWrite( Reg_Year , 0x10 );

       对于I2C总线协议，请参考相关的参考资料。提供的GPIO摸拟I2C总线的程序适用于英创公司所有的嵌入式主板，感兴趣的客户可向英创索要相关源代码。

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