【Curiosity Nano测评报告】+I2C通讯的尝试

只看该作者 · 2020-6-25 18:04

为了建立与DS1307日历芯片及EEPROM芯片的通讯，我尝试着开通I2C通讯，可是进入MMC之后，竟然找不到I2C的选项，没有其他办法，只好设置了RB1和RB2两个引脚，准备使用软件I2C。我将原来用在32位单片机的代码移植过来，但在设置SDA引脚IO方向时却遇到障碍，我开始使用pin_manager.h文件中的宏定义来设置SDA引脚的方向，结果不起作用：
#define SDA_SetDigitalInput() do { TRISBbits.TRISB2 = 1; } while(0)
#define SDA_SetDigitalOutput() do { TRISBbits.TRISB2 = 0; } while(0)

然后又分析datasheet，参照pin_manager.c中的代码来控制SDA的IO方向，结果仍未达到目的，代码如下：
/***************************************************
函数功能：DAT引脚配置
入口参数：x
***************************************************/
void SI2C_PortConfig(uint8_t dir)             //DAT端口配置（根据需要配置成输出或输入模式）
{
if(0 == dir){                                     //SDA输出模式
      LATB  = 0x20;                            //0010 0000    LATB = 0x20;
      TRISB = 0xD9;                            //1101 1101    TRISB = 0xD9
//       ANSELB = 0xD9;                         //1101 1001
}
else{                                              //SDA输出模式
      LATB  = 0x24;                            //0010 0100
      TRISB = 0xDD;                         //1101 1101  IN
//       ANSELB = 0xDD;                         //1101 1101
}
ANSELB = 0xD9;  //1101 1001
WPUB = 0x00;
ODCONB  = 0x00;
SLRCONB = 0xFF;
INLVLB  = 0xFF;
}

另外在测试过程中还发现一个问题：在逐位发送数据的循环中，每一位花费的时间却不一样，一次比一次用时更短（详见下图），用了几天都没有查出原因。

循环处理的代码如下：
/******************************************************************************************************************************************
* 函数名称: I2C_Send()
* 功能说明: 向IIC总线发送一个字节的数据
* 输入: byte dat 要发送的数据
* 输出: 无
******************************************************************************************************************************************/
void SI2C_Send(uint8_t dat)
{
uint8_t i;
// SDA_OUT;
// SDA_SetDigitalOutput();
SI2C_PortConfig(0);
SCL_0;             //拉低时钟开始数据传输
for(i=0;i<8;i++)
{
// if(((dat&0x80)>>7) == 1) SDA_1;//准备好SDA数据
      if((dat>>(7-i))&0x01) SDA_1;
else SDA_0;
dat>>=1;
// delay_us(5);
      NOP();
SCL_1;                      //拉高时钟等待从设备读取数据
// delay_us(9);
      NOP();
      NOP();
      NOP();
      NOP();
      NOP();
      NOP();
SCL_0;                      //拉低时钟准备下一位数据
// delay_us(5);
//       NOP();
}
}

只看该作者 · 2020-6-26 15:55

参考坛友Transformer的帖子才知道PIC18F47开发板在MCC中I2C和SPI的选择均在MSSP中，添加了MSSP之后，可以再选择SPI或I2C，如下图：

为了以后的测试，我将MSSP1和MSSP2均添加进来了，其中MSSP1选作SPI1，MSSP2选作I2C2，并按照扩展板的总线结构选择好了相应的引脚：

由于没有找到范例，只好分析i2c文件中的各个函数，尝试驱动I2C。从I2C的头文件中可以获知除了初始化函数void I2C2_Initialize(void)外，对外提供的公用回调函数仅有7个，分别是：
打开从设备       I2C2_Open(i2c2_address_t address)
关闭从设备       I2C2_Close(void)
确定读写操作    I2C2_MasterOperation(bool read)
设置写操作       I2C2_MasterWrite(void)
设置读操作       I2C2_MasterRead(void)
设置超时          I2C2_SetTimeout(uint8_t timeOut)
设置要使用的数据缓冲区和要传输的字节数  I2C2_SetBuffer(void *buffer, size_t bufferSize)

其中第4、5个设置读写操作实际上是调用第3个函数，这样实际使用的只有5个函数，另外还有5个事件回调函数。经过这样梳理，驱动I2C相对就容易多了，目前正在测试代码，待驱动成功后再向各位汇报。

只看该作者 · 2020-6-26 16:32

按照初步的理解，我写了读写操作的代码，但测试却无法通过，程序停滞在下图的位置：

我的代码如下，不知道是哪里有错误：
/******************************************************************************************
* 函数名称: DS1307_read_date()
* 功能说明: 读取DS1307日期时间数据
* 输入: 无
* 输出: 无
******************************************************************************************/
void DS1307_read_date(void)
{
I2C2_Open(DS1307_ADDR);                               //打开指定地址的从设备
I2C2_SetBuffer(DS_Addr, 1);                         //指定操作地址
I2C2_MasterOperation(false);                         //发送操作地址
I2C2_SetBuffer(DS_Buff, 8);                         //指定数据缓存
I2C2_MasterOperation(true);                         //选择读操作
I2C2_Close();                                        //关闭从设备

second = ((DS_Buff[0]&0x70)>>4)*10 + (DS_Buff[0]&0x0F);//秒，屏蔽秒的第7位的标志
minute = ((DS_Buff[1]&0x70)>>4)*10 + (DS_Buff[1]&0x0F);//分（取低7位）
hour = ((DS_Buff[2]&0x10)>>4)*10 + (DS_Buff[2]&0x0F);  //时（取低5位）
week = (DS_Buff[3]&0x07);                            //周（取低3位）
day = ((DS_Buff[4]&0x30)>>4)*10 + (DS_Buff[4]&0x0F); //日（取低6位）
month = ((DS_Buff[5]&0x10)>>4)*10 + (DS_Buff[5]&0x0F); //月（取低5位）
year = 2000 + (DS_Buff[6]>>4)*10 + (DS_Buff[6]&0x0F);  //年

}

/******************************************************************************************
* 函数名称: DS1307_write_date()
* 功能说明: 读取DS1307日期时间数据
* 输入: 无
* 输出: 无
******************************************************************************************/
void DS1307_write_date(void)
{
uint8_t temp;

DS_Buff[0] = 0;                   //秒
temp = ((minute/10)<<4|(minute%10));
DS_Buff[1] = temp;                //分
temp = ((hour/10)<<4|(hour%10));
DS_Buff[2] = temp;                //时

DS_Buff[3] = week;                //星期
temp = ((day/10)<<4|(day%10));
DS_Buff[4] = temp;                //日
temp = ((month/10)<<4|(month%10));
DS_Buff[5] = temp;                //月
temp = ((year%100)/10<<4|(year%10));
DS_Buff[6] = temp;                //年

I2C2_Open(DS1307_ADDR);                               //打开指定地址的从设备
I2C2_SetBuffer(DS_Addr, 1);                         //指定操作地址
I2C2_MasterOperation(false);                         //发送操作地址
I2C2_SetBuffer(DS_Buff, 7);                         //指定数据缓存
I2C2_MasterOperation(false);                         //写入数据
I2C2_Close();                                        //关闭从设备
}

只看该作者 · 2020-6-28 14:19

怎么感觉软硬IIC混在一起了

只看该作者 · 2020-6-28 15:03

GIGGWANG 发表于 2020-6-28 14:19
怎么感觉软硬IIC混在一起了

1楼是软件I2C，因为SDA转换IO方向不会操作，所以没成功。2楼开始使用硬件I2C，没有找到示例，按自己理解写的读写函数，结果也没成功。

只看该作者 · 2020-7-7 17:08

经过一周多时间的反复调试，软件I2C驱动DS1307日历模块已经成功，参见：https://bbs.21ic.com/icview-2988712-1-1.html。

只看该作者 · 2020-7-19 19:14

本帖最后由 snriycq 于 2020-7-19 19:16 编辑

楼主硬件I2C测试成功了吗？

我用mcc编写I2C时，它给出了一个调用的样例，由于刚刚学习pic，基础比较差，没有理解清楚，发给楼主，看看：
static i2c1_operations_t rd1RegCompleteHandler(void *ptr);
static i2c1_operations_t rd2RegCompleteHandler(void *ptr);
static i2c1_operations_t wr1RegCompleteHandler(void *ptr);
static i2c1_operations_t wr2RegCompleteHandler(void *ptr);
static i2c1_operations_t rdBlkRegCompleteHandler(void *ptr);
我觉得楼主还是选从读取或写入1个字符进行测试比较好，
读取一个字符：
uint8_t I2C1_Read1ByteRegister(i2c1_address_t address, uint8_t reg)
{
uint8_t returnValue = 0x00;

while(!I2C1_Open(address)); // sit here until we get the bus..
I2C1_SetDataCompleteCallback(rd1RegCompleteHandler,&returnValue);
I2C1_SetBuffer(®,1);
I2C1_SetAddressNackCallback(NULL,NULL); //NACK polling?
I2C1_MasterWrite();
while(I2C1_BUSY == I2C1_Close()); // sit here until finished.

return returnValue;
}

读取N个字符：

void I2C1_ReadNBytes(i2c1_address_t address, uint8_t *data, size_t len)
{
while(!I2C1_Open(address)); // sit here until we get the bus..
I2C1_SetBuffer(data,len);
I2C1_MasterRead();
while(I2C1_BUSY == I2C1_Close()); // sit here until finished.
}

查看了一下楼主的出错信息，是SSP2IF标志位未软件清零造成的，说实话，看过高显生的视频，也将其代码对着数据手册好好研究了一下，基本上他每调用一次芯片地址，或寄存器地址或数据，都要软件清零SSPIF，但在看MCC写的程序，实在太繁杂了，没有找到每次软件清零SSPIF，所以很是头疼，最主要的原因还是我的测试板上没有DS1307，无法自己测试，写给楼主，希望楼主能有所突破，我也学习了解一下，谢谢！
高显生的PIC18F4520调用DS1307的程序代码也一并贴出来：
unsigned char read_onechar(unsigned char chip_add, unsigned char reg_add)
{
//PIF18F4520数据手册page195
unsigned char TEMP;
SSPIF=0;
SEN=1;
while(!SSPIF);
SSPIF=0;

SSPBUF=chip_add|0x00; //写器件地址，R/W=0,下一步写入；
while(!SSPIF);
SSPIF=0;

SSPBUF=reg_add; //写DS1307寄存器地址；
while(!SSPIF);
SSPIF=0;

NOP();

RSEN=1;
while(!SSPIF);
SSPIF=0;

SSPBUF=chip_add|0x01; //写器件地址，R/W=1,下一步读出；
while(!SSPIF);
SSPIF=0;

NOP();NOP();NOP();

RCEN=1;
while(!SSPIF);
SSPIF=0;

TEMP=SSPBUF; //读收到的数据//////////////////
//while(!SSPIF);
//SSPIF=0;

ACKDT=1; //应答数据是高是低
ACKEN=1; //产生应答
while(!SSPIF);
SSPIF=0;

PEN=1;
while(!SSPIF);
SSPIF=0;

return TEMP;
}

说不清楚，把代码发给楼主，望楼主能研究一下，全部都是MCC生成的！

只看该作者 · 2020-7-20 15:30

十分感谢楼上的热心帮助，MCC的I2C示例我也找到了，但按照这个示例改写的I2C操作依旧会死循环，提供的高显生的代码也许是因为缺少相应的宏定义而不能编译：

我再仔细对照一下MCC的设置，看看是否问题出在这里。

只看该作者 · 2020-7-20 17:18

对照7楼提供例子的配置，检查和修改了我的配置，添加了中断使能：

相应的设置也修改成一致：

然而代码测试时仍在下图的绿色行中无法通过：

只看该作者 · 2020-7-20 17:57

用逻辑分析检查时序，开机时报时序图如下，SDA有反映，SCL一直就是高电平：

死循环时的时序图如下，两者都是直线：

只看该作者 · 2020-7-20 23:24

来看看，好玩不

只看该作者 · 2020-7-21 21:27

本帖最后由 snriycq 于 2020-7-21 21:29 编辑

hu9jj 发表于 2020-7-20 15:30
十分感谢楼上的热心帮助，MCC的I2C示例我也找到了，但按照这个示例改写的I2C操作依旧会死循环，提供的 ...

我查看了一下，你用的是PIC18F27Q10, 和PIC18F4520有所区别，PIC18F27Q10有2个I2C控制，而PIC18F4520只有一个，不过区别不大，只需再所属的寄存器名即可。

我已经帮你改好了，你测试一下，注意一下，你好像用的是第二组寄存器，因为我生成的是I2C1_XXXX, 而你生成的是I2C2_XXXX,如果是这样，你就将SSP1全部替换成SSP2,应该就可以了。

main.zip (563 Bytes)

研究了一下MCC生成的程序，是用有限状态机的方法写的，有点难，正在学习中。
看了一下你上传的调试图片，SCL始终为高电平，说明压根就没开始。因为开始后SCL会输出时钟。感觉开始条件没满足。

只看该作者 · 2020-7-22 08:51

我想也许是没有配置好的问题，数据表上没有找到I2C使用的哪个定时器，我启用了定时器1和6，会不会是有冲突？

只看该作者 · 2020-7-22 10:36

本帖最后由 hu9jj 于 2020-7-22 10:49 编辑

将SSP1替换成SSP2之后编译出错：

提示没有该成员：error: no member named 'RSSP2CON2bits' in 'SSP2CON2bits_t'。

替换后的代码如下：

复制

void write_onchar(unsigned char chip_add, unsigned char reg_add, unsigned char data)

{

        //PIF18F4520数据手册page194

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        SSP2CON2bits.SEN=1;

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        SSP2BUF=chip_add|0x00;        //R/W=0;

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        SSP2BUF=reg_add;                //从器件寄存器地址

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        SSP2BUF=data;                //从器件寄存器数据

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        SSP2CON2bits.PEN=1;

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

}





unsigned char read_onechar(unsigned char chip_add, unsigned char reg_add)

{

        //PIF18F4520数据手册page195

        unsigned char TEMP;

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        SSP2CON2bits.SEN=1;

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        SSP2BUF=chip_add|0x00;        //写器件地址，R/W=0,下一步写入；

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        SSP2BUF=reg_add;                //写DS1307寄存器地址；

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        NOP();

        

        SSP2CON2bits.RSSP2CON2bits.SEN=1;

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        SSP2BUF=chip_add|0x01;        //写器件地址，R/W=1,下一步读出；

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        NOP();NOP();NOP();

        

        SSP2CON2bits.RCEN=1;

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        TEMP=SSP2BUF;                //读收到的数据//////////////////

        //while(!PIR3bits.SSP2IF);

        //PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        SSP2CON2bits.ACKDT=1;        //应答数据是高是低

        SSP2CON2bits.ACKEN=1;        //产生应答

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        SSP2CON2bits.PEN=1;

        while(!PIR3bits.SSP2IF);

        PIR3bits.SSP2IF=0;

        

        return TEMP;

}

只看该作者 · 2020-7-22 12:11

本帖最后由 snriycq 于 2020-7-22 12:13 编辑

hu9jj 发表于 2020-7-22 10:36
将SSP1替换成SSP2之后编译出错：

提示没有该成员：error: no member named 'RSSP2CON2bits' in 'S ...

不好意思，替换时替换多了，把红色的删掉再试试！

只看该作者 · 2020-7-22 16:03

snriycq 发表于 2020-7-22 12:11
不好意思，替换时替换多了，把红色的删掉再试试！

编译顺利通过了，但测试时仍在下面绿色行中死循环，我想可能还是定时器没有设定好的原因。

只看该作者 · 2020-7-22 21:13

hu9jj 发表于 2020-7-22 16:03
编译顺利通过了，但测试时仍在下面绿色行中死循环，我想可能还是定时器没有设定好的原因。

...

可能是时钟频率吧，高显生的视频是设定为09H的，但MCC设定的是03H，但查表又找不到这个值，你试试改一下这个值。选时钟频率在4MHz，SSP1ADD = 0x09;

只看该作者 · 2020-7-23 08:32

snriycq 发表于 2020-7-22 21:13
可能是时钟频率吧，高显生的视频是设定为09H的，但MCC设定的是03H，但查表又找不到这个值，你试试改一下 ...

非常感谢您的热心帮助，不过问题仍未得到解决，用逻辑分析看不到SCL的时序变化，程序仍然进入死循环。相关的MCC设置我已经反复核对过，这应该不是驱动DS1307的问题，而是硬件I2C可能没有启动的问题，不过我现在用软件I2C驱动DS1307很正常，硬件I2C的问题留待以后再说吧。
下图为重启时抓取的时序图，没有看到SCL的任何变化，进入死循环后SCL一直是高电平，SDA一直是低电平。

只看该作者 · 2020-7-23 08:46

改成SSPADD=0x09后会影响到软件I2C的正常操作，只有改回0x03后程序才恢复正常。

只看该作者 · 2020-7-24 19:46

我用proteus搭建了一个简单的环境，测试没有问题，我选用的是4MHz的晶振，设定的波特值为100KHz。