nRF52832之硬體I2C

標籤：

這幾天一直在折騰nRF52832的硬體I2C,到了今天終於出現了成果，在此也印證了那句話：“耕耘就有收穫”

52832的硬體I2C雖然官方提供了demo，但是自己對I2C通訊理解的不夠深入，再一個52832的代碼也封裝的太深了，但是對介面函數沒有一個明確的解釋（也可以說是我英文太渣，別人寫了但是我沒看懂。。。），這樣對於首次接觸nRF產品的人就造成了一定的難度

根據我的開發過程，還是先說明一下I2C的一些相關知識，因為我是先調硬體I2C搞了半天不對頭，然後再開發類比I2C，類比的成功了再來調試的硬體TWI（也就是52832的硬體I2C，全稱估計是two wire interface）

I2C通訊需要兩條線：SDA,SCL。I2C通訊裝置有兩種角色：master和slave，一般使用者開發程式都是開發master端，然後去讀寫作為slave的外設，比如：eeprom,flash,sensor,display device。

在通訊過程中，有兩組特殊控制訊號：
start :scl為高電平時，sda由高電平變為低電平。
stop: scl為高電平時，sda由低電平變為高電平。

（注意在通訊過程中，SCL始終由master控制，這句話在做類比I2C的時候就顯得意義非凡了）

master做寫資料操作時，先是SCL和SDA都處於空閑狀態（兩者都是高電平）,然後SDA由高變低（start訊號）；變低後SCL拉低，這個時候SDA就可以變成想要的電平，高電平代表bit為1,低電平代表bit為0；電平穩定後拉高時鐘（拉高的目的是為了讓slave讀取資料，SCL為高時，SDA要保持不變，slave讀取SDA的電平）；資料轉送完了後要結束：先拉高SCL，然後拉高SDA，然後拉低SDA，一個完整的stop訊號完成了。

讀資料操作時，start和stop這些時序一樣，但是主機要去解析slave傳來的資料（電平訊號）, 拉低SCL,然後釋放SDA（即拉高SDA）,一段延時之後拉高SCL再去讀取SDA電平訊號（既然是讀取電平，這裡必要設定為輸入引腳啦），如果是高電平則記下是一個H_bit,否則是L_bit，讀取到8位元據後如果還要繼續讀取則回複ACK，否則回複NCK。
ACK訊號是SCL拉低後給SDA一個低電平，然後拉高SCL；
ANK訊號是SCL拉低和給SDA一個高電平，然後拉高SCL；

下面以講解下master 和 slave傳輸時總體操作：
master向slave寫資料，一般slave端寫資料都要一個確定的寄存器地址，即你要往這個外設的哪個位置傳資料
以eeprom為例，先發送器件地址0xAE（8位元據，高7位是地址，LSB是資料轉送方向：0；0代表寫，1代表讀，可以當做out，in來理解這樣容易記住）；
然後發送寄存器地址，然後發送資料；
時序上面可以是
start–slave_address_write–register_address–N*Send_data–stop
Send_data每發一個位元組，slave會回應一個“CK訊號”，如果是ACK則發送資料成功了，否則失敗
因為是連續的寫資料，因此中間可以沒有stop,start

讀資料操作，要先寫進一個寄存器地址，再傳遞一個讀命令
start–slave_address_write–register_address–start–slave_address_Read–N*Receive_data–stop

發送slave_address_Read前要先re_start，跟start訊號一樣
Receive_data 是接收資料，這時要去識別SDA電平並且解析資料，作出ACK回應，最後一個位元組接收完畢回複NCK訊號；然後stop。

下面說明nRF52832的硬體I2C代碼問題

nRF留出的API介面是

ret_code_t app_twi_perform(app_twi_t *  \              p_app_twi,app_twi_transfer_t const * p_transfers,uint8_t         number_of_transfers,void (* user_function)(void))

這個函數調用了app_twi_schedule函數，以此來匯入到隊列

ret_code_t app_twi_schedule(app_twi_t *                   p_app_twi,                            app_twi_transaction_t const * p_transaction)

想要調用app_twi_perform函數那麼得準備好參數
1、p_app_twi，這是在TWI傳輸隊列裡申請一個位置
英文原話是creating an instance of the TWI transaction manager.
2、p_transfers，這是包含了要傳輸的數組塊的一個數組
3、number_of_transfers，這個是你傳輸資料區塊的個數
4、user_function，一個使用者的回呼函數的函數指標，資料區塊傳輸完了API內部會調用這個user_function

解釋：上面說的資料區塊的意思就是一個完整的I2C操作需要用到的資訊：包含了slave地址，資料傳遞方向（讀或者寫）,傳輸的資料data_buffer,資料長度length，有無結束標誌（意思就是這團資料轉送完了後是否結束通訊了）

在官方SDK裡面目錄
examples\peripheral\twi_master_using_app_twi裡開啟工程

首先初始化TWI

資料轉送

傳輸的內容

注意AT24C02_init_transfers是一個全域變數數組
也就是它的地址是在堆裡面的，不會自動釋放；這麼做的原因是這個數組的地址可能會被多次調用，而放在某個函數裡面會造成地址不同造成錯誤
demo裡面有解釋

  // [these structures have to be "static" - they cannot be placed on stack    //  since the transaction is scheduled and these structures most likely    //  will be referred after this function returns]      static app_twi_transfer_t const transfers[] =    {         AT24C02_READ(&AT24C02_first_page_addr,AT_buffer,5)    };

注意這裡的AT_WRITE_NUMBER數組可以理解為一個資料緩衝區，可以通過改變這個數組的內容然後調用app_twi_perform來發資料出去（把const去掉）

讀資料類似，demo用的自訂傳輸函數
仿寫一個

nRF52832之硬體I2C