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芯片之I2C配置

I2C总线简介
首先按照惯例俗套的说一下I2C总线的定义，I2C总线是由Philips公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。它只需要两根分别命名为SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线）的信号线连接不同的器件即可传输信息。
I2C总线上的器件有主从之分，在嵌入式系统上的主器件一般是嵌入式主芯片（MCU），主器件负责启动、终止数据传送，产生时钟信号。从器件一般是外部设备，像小编所在行业的外部设备包括温度传感器、Tunner、HDMI等。
I2C主设备配置
了解了I2C总线的定义和基本原理后，我们怎样做才能让I2C总线正常工作呢？
首先，我们得配置I2C(本文以Hi3798CV200芯片为例)。
步骤一：硬件确认，确认连接MCU和外设用的那一组I2C通道。Hi3798CV200 芯片集成5个I2C控制器（一般命名为I2C0~I2C4），实现标准I2C主设备功能，可完成对I2C总线上的从设备的数据发送和接收，这里我们确认的是I2C1。
步骤二：确认硬件管脚复用情况。因为在嵌入芯片中，绝大多数管脚都是复用的。我们首先查一下芯片datasheet，看该管脚是否是复用的。从下图可以看出来该I2C管脚是复用的：

步骤三：配置复用寄存器。从步骤二可以看出，我们使用的I2C1管脚是有复用的，所以我们要配置复用寄存器使当前管脚发挥I2C的功能。查看datasheet得知，控制该组I2C的复用寄存器分别是ioshare_56和ioshare_57。
我们可以按照下图所示的将寄存器的低三位配置为010，即此管脚就是执行I2C1的数据线功能了。

同样的方法配置ioshare_57。
配置完后我们将记录配置信息相应的分区文件烧录的开发板中。在串口输入如下命令可以查看I2C的信息：
Hi3798CV200:/ # cat /proc/hisi/msp/i2c
---------Hisilicon Standard I2C Info---------
No. Rate
0 0
1 100000
2 0
3 0
4 0
此信息显示I2C1，速率100K。
I2C总线调试
前面一节我们配置了I2C主器件，接下来就是调试该总线，调试之前需要确认从设备在I2C总线上的地址、该设备内部寄存器地址以及寄存器地址长度。
小编这里用到的是一款温度传感器。其设备地址为0x90,内部寄存器地址是0x0,寄存器地址长度为1个字节。
海思芯片I2C调试起来很方便，因为它自带了I2C控制命令，包含了读写等操作，省去了自己写调试代码。
串口命令行下输入i2c_read，就会告诉你读取操作使用方法：
Hi3798CV200:/ # i2c_read
Usage: i2c_read i2c_channel device_addr register_addr register_addr_len read_bytes_number
参数含义说明：

i2c_channel：I2C通道
device_addr：I2C设备地址。
register_addr: i2c设备内部寄存器地址。
register_addr_len： i2c设备内部寄存器地址长度。
read_bytes_number：所需要读取的数据长度。

于是我们就可以按照上面的方法调试I2C总线了,命令行下输入：
Hi3798CV200:/ # i2c_read 1 0x90 0 2 2
得到以下结果：

从上图看出来，我们执行是错误的，那么是不是I2C没有配置好呢？别急，继续检查一遍我们输入的命令，发现第4个参数写成了2，而前面我们介绍的是寄存器地址长度为1个字节。修改命令：
Hi3798CV200:/ # i2c_read 1 0x90 0 1 2
查看执行结果：

成功啦，成功读取到2个字节内容的数据。到这里，说明我们对I2C的配置是正确的！
I2C总线的工作状态
1、I2C开始和停止工作
开始：当SCL是高电平时，SDA从高电平跳变到低电平，则I2C总线开始工作
结束：当SCL是高电平时，SDA从低电平跳变到高电平，则I2C总线结束工作，如下图：

2、开始状态后紧跟着主器件会发送一个字节的数据，这个字节数据由7bit从器件地址和1bit读写位组成。
3、当从器件收到总线上的地址并匹配，发现与自己地址相同时，则在第9个时钟周期回复一个应答反馈信号。
应答信号如下图：

4、当主器件收到从器件的应答信号后继续发送后面的数据。从器件收到数据后发送ACK则表示继续传输，发送NACK则传输结束。
留在后面的作业
小编用示波器抓取了一张I2C总线的波形图，下图黄色为SCL时钟信号，绿色为SDA数据信号。

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