学习：GPIO口模拟I2C

什么是 GPIO口模拟I2C？


就是用一个GPIO pin（CLK pin）的高低电位切换来模拟出始终的high/low，用另外一根GPIO pin（DATA pin）的高低电位，传递数据。


IIC本来是一个硬件模块之间的通信协议，一般芯片都有专门的电路逻辑块来处理协议，并通过两根线路（时钟SCk、数据SDA）来跟其余同样有IIC模块的器件通信。


由于其通信速率（400K）和通信方式（串行）跟其他串并口通信方式不同，所以一般都用于主机跟从机传递控制参数、参考数据、或者少量的其他数据。


IIC协议主要在乎的时序的准确性，所以在没有专门的IIC模块的单片机中，你也可以用两个IO口来模拟输出IIC协议的波形，这个波形不管是IIC硬件模块生成的，还是软件模拟出来的，只要符合IIC协议标准的时序和电平，都是一样的，接受端也不会挑剔。就像你要喝水，主要是喝 H2O，它究竟是从山涧里面流出来的泉水，还是工厂里面处理的蒸馏水，你可能并不在意，只要符合饮用标准就行。


还有一些系统中，CPU原有的IIC总线可能用于控制几个比较重要的几个芯片，为了避免争用、或者为了硬件上相互影响，对于不太重要的芯片，有时候会再用几个GPIO脚来做模拟IIC跟它通信。软件实现非常简单，就是根据IIC协议，先拉高SCK、SDA线，然后延时Nms后，将SDA拉低，然后再延时Nms，一个IIC Start工作就完成了。传输数据过程也差不多，但是根据不同的芯片，可能时序定义会有差异，所以要常常调整IIC时钟速率，调整各个延时时长，提高驱动电流等。


另外gpio口模拟IIC是占系统CPU资源的，而硬件IIC不占cpu资源！所以在有OS的应用中，如果用gpio模拟IIC的话，一定要进入临界区！

怎么实现？


ARM编程:ARM普通GPIO口线模拟I2C




请教个问题：


因为需要很多EEPROM进行点对点控制，所以我现在要用ARM的GPIO模拟I2C，管脚方向我设


置的是向外的。我用网上的RW24C08的万能程序修改了一下，先进行两根线的模拟，SDA6，


SCL6，但是读出来的数不对。我做了一个简单的实验，模拟SDA6，SCL6输出方波，在示波


器上看到正确方波，也就是说，我的输出控制是没问题的。


哪位大哥能指点一下，是否在接收时管脚方向要设为向内？（不过IOPIN不管什么方向都可


以读出当前状态值的阿）




附修改的RW24C08()程序：


#define SomeNOP() delay(300);




/**//********************************** RW24C08


*****************************************/




/**//*-----------------------------------------------------------------------------


---


调用方式：void I2CInit(void)


函数说明：私有函数，I2C专用


-------------------------------------------------------------------------------


--*/


void I2CInit(void)




...{


IO0CLR = SCL6; //初始状态关闭总线


SomeNOP(); //延时


I2CStop(); //确保初始化，此时数据线是高电平


}






/**//*----------------------------------------------------------------------------


----


调用方式：void I2CStart(void)


函数说明：私有函数，I2C专用


-------------------------------------------------------------------------------


--*/


void I2CStart(void)




...{




SomeNOP();


IO0SET = SCL6;


SomeNOP();//INI


IO2CLR = SDA6;


SomeNOP(); //START


IO0CLR = SCL6;


SomeNOP();


}




/**//*-----------------------------------------------------------------------------


---


调用方式：void I2CStop(void)


函数说明：私有函数，I2C专用


------------------------------------------------------------------------------


---*/


void I2CStop(void)




...{


IO2CLR = SDA6;


SomeNOP(); //INI


IO0SET = SCL6;


SomeNOP();


IO2SET = SDA6;


SomeNOP();


IO0CLR = SCL6;


}








/**//*+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++


I2CClock: 发送总线时钟信号，并返回时钟电平为高期间SDA上的状态，低为 ACK，高失败


++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++*/




INT8U I2CClock(void)




...{


INT8U sample;


SomeNOP();


IO0SET = SCL6;


delay(180);


sample = (INT8U)((IO2PIN & 0x2000)>>13);


delay(120);


IO0CLR = SCL6;


SomeNOP();


//return (sample);


if(sample==1) return(1);


else return(0);


}




/**//*-----------------------------------------------------------------------------


---


调用方式：void SendAck(void)


函数说明：私有函数，I2C专用，主器件为接收方，从器件为发送方时，应答信号。


------------------------------------------------------------------------------


---*/


void SendAck(void)




...{


IO2CLR = SDA6;


I2CClock();


IO2SET = SDA6;


}






/**//*----------------------------------------------------------------------------


----


调用方式：void SendAck(void)


函数说明：私有函数，I2C专用，主器件为接收方，从器件为发送方时，非应答信号。


**-----------------------------------------------------------------------------


---*/


void SendNotAck(void)




...{


IO2SET = SDA6;


I2CClock();


}






/**//*----------------------------------------------------------------------------


----


调用方式：void I2CSend(uchar ch)


函数说明：私有函数，I2C专用


------------------------------------------------------------------------------


---*/


INT8U I2CSendByte(INT8U ch)




...{


register INT8U i;


INT8U statue;




for (i=0; i<8; i++)...{


statue = (INT8U) ((ch&0x80)>>7);


if(statue==1)


IO2SET = SDA6;


else


IO2CLR = SDA6;


ch <<= 1;


I2CClock();


}


IO2SET = SDA6;


return (~I2CClock());


}






/**//*----------------------------------------------------------------------------


----


调用方式：uchar I2CReceive(void)


函数说明：私有函数，I2C专用


------------------------------------------------------------------------------


---*/


INT8U I2CReceiveByte(void)




...{


register INT8U i;


INT8U ddata=0;




for (i=0;i<8;i++)...{


ddata<<=1;


if(I2CClock()) ddata++;


}


return (ddata);


}






/**//*------------------------------------------------


RW2408 Function


------------------------------------------------*/


//DataBuff 为读写数据输入／输出缓冲区的首址


//Length 为要读写数据的字节数量


//Address 为EEPROM的片内地址


//ControlByte 为EEPROM的控制字节，具体形式为(1)(0)(1)(0)(A2)(A1)(A0)(R/W),


// 其中R/W=1,表示读操作,R/W=0为写操作,A2,A1,A0为EEPROM的页选或片选


地址;


void RW2408(INT8U *DataBuff,INT8U Length,INT32U Addr,INT8U Wr)




...{


INT8U j; // 发送字节索引


// EA=0; // 发送期间禁止中断，防止


干扰


I2CInit();


I2CStart(); // 启动总线


I2CSendByte(0xa0); // 向IIC总线发送2408写地址


I2CSendByte(Addr); // 向IIC总线发送要操作的RAM


地址




if(Wr==0) // 如果是写操作




...{


for(j=0;j<Length;j++)




...{


I2CSendByte(*DataBuff++); // 每个循环送1个数据


}


}




/**//*---------------------------如果是读操作 ----------------------*/


else if(Wr==1)




...{


I2CStart(); // 启动总线


I2CSendByte(0xa1); // 向IIC总线发送2408读地址




for(j=0;j<Length-1;j++)




...{


IO2SET = SDA6; // 写之前把数


据线置高


*DataBuff++=I2CReceiveByte(); // 每次读1个字节


SendAck(); // 发送应答信号


}


*DataBuff=I2CReceiveByte(); // 读最后一个数据


SendNotAck(); // 发送非应答信号


}


I2CStop(); // 停止IIC总线


// EA=1;


}






//*************回答*************


你一定要改变GPIO的方向，ARM我还不太熟，不过我用过类似的MCU，要不读到的不是GPIO的外部电平，好像是别外一个REGISTER的东西，你好好看看吧，你在


读写的时候改变GPIO的方向就应该没有错了






发送时SDA设为输出，接收时将SDA设为输入








我也是碰到了这个情况啊，也是不能读写数据啊，我也是用8位机的修改的








那意思就是我sendbyte的时候GPIO是向外，receivebyte的时候GPIO是向内，也就是我要写


两个I2CCLOCK函数，一个用在发送，一个用在接收，分别对应不同的GPIO方向设置？








读IOPIN的时候是不管方向的，这是书上这么写的








没有错啊，可是你的SDA是用什么定义的 如果是用IO0PIN吗，还是用IO0SET或是IO0CLR？后面的两个只能反应你上次对这两个寄存器操作的值，不能反应其IO口的状态的，只能有用IO0PIN吗，那么好象不用定义方向，请指教！谢谢




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转自：http://www.c51bbs.com/c51bbs/topic/c51bbs781049.htm
时序问题参考：http://www.seeddsp.com/service/bbs/viewthread.php?tid=8481