前言

I2C(Inter-Integrated Circuit)總線(也稱(chēng) IIC 或 I2C) 是有PHILIPS公司開(kāi)發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及外圍設(shè)備，是微電子通信控制領(lǐng)域廣泛采用的一種總線標(biāo)準(zhǔn)。它是同步通信的一種特殊形式，具有接口線少、控制方式簡(jiǎn)單、器件封裝形式小、通信速率較高等優(yōu)點(diǎn)。

Exynos4412 i2c控制器綜述

Exynos4412精簡(jiǎn)指令集微處理器支持4個(gè)IIC總線控制器。為了能使連接在總線上的主和從設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)，專(zhuān)用的數(shù)據(jù)線SDA和時(shí)鐘信號(hào)線SCL被使用，他們都是雙向的。

如果工作在多主機(jī)的IIC總線模式，多個(gè)4412處理器將從從機(jī)那接收數(shù)據(jù)或發(fā)送數(shù)據(jù)給從機(jī)。在IIC總線上的主機(jī)端4412會(huì)啟動(dòng)或終止一個(gè)數(shù)據(jù)傳輸。4412的IIC總線控制器會(huì)用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的IIC總線仲裁機(jī)制去實(shí)現(xiàn)多主機(jī)和多從機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。

通過(guò)控制如下寄存器以實(shí)現(xiàn)IIC總線上的多主機(jī)操作：

控制寄存器： I2CCON

狀態(tài)寄存器： I2CSTAT

Tx/Rx數(shù)據(jù)偏移寄存器： I2CDS

地址寄存器： I2CADD

如果I2C總線空閑，那么SCL和SDA信號(hào)線將都為高電平。在SCL為高電平期間，如果SDA有由高到低電平的跳變，那么將啟動(dòng)一個(gè)起始信號(hào)，如果SDA有由低到高電平的跳變，將啟動(dòng)一個(gè)結(jié)束信號(hào)。

主機(jī)端的設(shè)備總是提供起始和停止信號(hào)的一端。在起始信號(hào)被發(fā)出后，一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)的前7位被當(dāng)作地址通過(guò)SDA線被傳輸。這個(gè)地制值決定了總線上的主設(shè)備將要選擇那個(gè)從設(shè)備作為傳輸對(duì)象，bit8決定傳輸數(shù)據(jù)的方向(是讀還是寫(xiě))。

I2C總線上的數(shù)據(jù)(即在SDA上傳輸?shù)臄?shù)據(jù))都是以8位字節(jié)傳輸?shù)模诳偩€上傳輸操作的過(guò)程中，對(duì)發(fā)送或接收的數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù)是沒(méi)有限制的。I2C總線上的主/從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)總是以一個(gè)數(shù)據(jù)的最高位開(kāi)始傳輸(即MSB方式)，傳輸完一個(gè)字節(jié)后，應(yīng)答信號(hào)緊接其后。

Exynos4412 I2C總線接口特性

共有9個(gè)通道，支持多主、從I2C總線接口。其中8個(gè)通道作為普通接口(即I2C0、I2C1....)，1個(gè)通道作為HDMI的專(zhuān)用接口。

7位地址模式。

串行，8位單向或雙向的數(shù)據(jù)傳輸。

在標(biāo)準(zhǔn)模式中，每秒最多可以傳輸100k位，即12.5kB的數(shù)據(jù)量。

在快速模式中，每秒最多可以傳輸400k位，即50kB的數(shù)據(jù)量。

支持主機(jī)端發(fā)送、接收，從機(jī)端發(fā)送、接收操作。

支持中斷和查詢(xún)方式。

框圖

從上圖可以看出，4412提供4個(gè)寄存器來(lái)完成所有的IIC操作。SDA線上的數(shù)據(jù)從IICDS寄存器經(jīng)過(guò)移位寄存器發(fā)出，或通過(guò)移位寄存器傳入IICDS寄器；IICADD寄存器中保存4412當(dāng)做從機(jī)時(shí)的地址；IICCON、IICSTAT兩個(gè)寄存器用來(lái)控制或標(biāo)識(shí)各種狀態(tài)，比如選擇工作工作模式，發(fā)出S信號(hào)、P信號(hào)，決定是否發(fā)出ACK信號(hào)，檢測(cè)是否接收到ACK信號(hào)。

I2C總線接口操作

針對(duì)4412處理器的I2C總線接口，具備4種操作模式：

主機(jī)發(fā)送模式

主機(jī)接收模式

從機(jī)發(fā)送模式

從機(jī)接收模式

下面將描述這些操作模式之間的功能關(guān)系：

0、數(shù)據(jù)有效性

SDA線上的數(shù)據(jù)必須在時(shí)鐘的高電平周期保持穩(wěn)定。數(shù)據(jù)線的高或低電平狀態(tài)IIC位傳輸數(shù)據(jù)的有效性在SCL線的時(shí)鐘信號(hào)是低電平才能改變。

1.開(kāi)始和停止條件

當(dāng)4412的I2C接口空閑時(shí)，它往往工作在從機(jī)模式。或者說(shuō)，4412的的i2c接口在SDA線上察覺(jué)到一個(gè)起始信號(hào)之前它應(yīng)該工作在從機(jī)模式。當(dāng)控制器改變4412的i2c接口的工作模式為主機(jī)模式后，SDA線上發(fā)起數(shù)據(jù)傳輸并且控制器會(huì)產(chǎn)生SCL時(shí)鐘信號(hào)。

開(kāi)始條件通過(guò)SDA線進(jìn)行串行的字節(jié)傳輸，一個(gè)停止信號(hào)終止數(shù)據(jù)傳輸，停止信號(hào)是指SCL在高電平器件SDA線有從低到高電平的跳變，主機(jī)端產(chǎn)生起始和停止條件。當(dāng)主、從設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)起始信號(hào)后,I2C總線將進(jìn)入忙狀態(tài)。這里需要說(shuō)明的是上述主從設(shè)備都有可能作為主機(jī)端。

當(dāng)一個(gè)主機(jī)發(fā)送了一個(gè)起始信號(hào)后，它也應(yīng)該發(fā)送一個(gè)從機(jī)地址以通知總線上的從設(shè)備。這個(gè)地址字節(jié)的低7位表示從設(shè)備地址，最高位表示傳輸數(shù)據(jù)的方向，即主機(jī)將要進(jìn)行讀還是寫(xiě)。當(dāng)最高位是0時(shí)，它將發(fā)起一個(gè)寫(xiě)操作(發(fā)送操作)；當(dāng)最高位是1時(shí)，它將發(fā)起一個(gè)讀數(shù)據(jù)的請(qǐng)求（接收操作）。

主機(jī)端發(fā)起一個(gè)結(jié)束信號(hào)以完成傳輸操作，如果主機(jī)端想在總線上繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，它將發(fā)出另外一個(gè)起始信號(hào)和從設(shè)備地址。用這樣的方式，它們可以用各種各樣的格式進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

下圖為起始和停止信號(hào)：

2. 數(shù)據(jù)傳輸格式

放到SDA線上的所有字節(jié)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度應(yīng)該為8位，在每次傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)傳輸數(shù)據(jù)量沒(méi)有限制。在起始信號(hào)后的第一個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)應(yīng)該包含地址字段，當(dāng)4412的I2C接口被設(shè)置為主模式時(shí)，地址字節(jié)應(yīng)該由控制器端發(fā)出。在每個(gè)字節(jié)后，應(yīng)該有一個(gè)應(yīng)答位。

如果從機(jī)要完成一些其他功能后（例如一個(gè)內(nèi)部中斷服務(wù)程序）才能繼續(xù)接收或發(fā)送下一個(gè)字節(jié)，從機(jī)可以拉低SCL迫使主機(jī)進(jìn)入等待狀態(tài)。當(dāng)從機(jī)準(zhǔn)備好接收下一個(gè)數(shù)據(jù)并釋放SCL后，數(shù)據(jù)傳輸繼續(xù)。如果主機(jī)在傳輸數(shù)據(jù)期間也需要完成一些其他功能（例如一個(gè)內(nèi)部中斷服務(wù)程序）也可以拉低SCL以占住總線。

下面的圖中將說(shuō)明數(shù)據(jù)傳輸格式：

上圖中說(shuō)明，在傳輸完每個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)后，都會(huì)有一個(gè)應(yīng)答信號(hào)，這個(gè)應(yīng)答信號(hào)在第9個(gè)時(shí)鐘周期。具體過(guò)程如下(注意下面描述的讀寫(xiě)過(guò)程都是針對(duì) 4412處理器而言，當(dāng)有具體的I2C設(shè)備與4412相連時(shí)，數(shù)據(jù)表示什么需要看具體的I2C設(shè)備，4412是不知道數(shù)據(jù)的含義的)：

寫(xiě)過(guò)程：主機(jī)發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)S→發(fā)送從機(jī)7位地址和1位方向，方向位表示寫(xiě)→主機(jī)釋放SDA線方便從機(jī)給回應(yīng)→有從機(jī)匹配到地址，拉低SDA線作為ACK→主機(jī)重新獲得SDA傳輸8位數(shù)據(jù)→主機(jī)釋放SDA線方便從機(jī)給回應(yīng)→從機(jī)收到數(shù)據(jù)拉低SDA線作為ACK告訴主機(jī)數(shù)據(jù)接收成功→主機(jī)發(fā)出停止信號(hào)。

讀過(guò)程：主機(jī)發(fā)送一個(gè)起始信號(hào)S→發(fā)送從機(jī)7位地址和1位方向，方向位表示讀→主機(jī)釋放SDA線方便從機(jī)給回應(yīng)→有從機(jī)匹配到地址，拉低SDA線作為ACK→從機(jī)繼續(xù)占用SDA線，用SDA傳輸8位數(shù)據(jù)給主機(jī)→從機(jī)釋放SDA線(拉高)方便主機(jī)給回應(yīng)→主機(jī)接收到數(shù)據(jù)→主機(jī)獲得SDA線控制并拉低SDA線作為ACK告訴從機(jī)數(shù)據(jù)接收成功→主機(jī)發(fā)出停止信號(hào)。

注意：在具體的I2C通信時(shí)，要看I2C設(shè)備才能確定讀寫(xiě)時(shí)序，比如下面即將描述的第七大點(diǎn)中的示例，讀寫(xiě)EEPROM中就會(huì)說(shuō)道具體的數(shù)據(jù)含義，讀寫(xiě)過(guò)程。

3.應(yīng)答信號(hào)的傳輸

為了完成一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸，接收方將發(fā)送一個(gè)應(yīng)答位給發(fā)送方。應(yīng)答信號(hào)出現(xiàn)在SCL線上的時(shí)鐘周期中的第九個(gè)時(shí)鐘周期，為了發(fā)送或接收1個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，主機(jī)端會(huì)產(chǎn)生8個(gè)時(shí)鐘周期，為了傳輸一個(gè)ACK位，主機(jī)端需要產(chǎn)生一個(gè)時(shí)鐘脈沖。

ACK時(shí)鐘脈沖到來(lái)之際，發(fā)送方會(huì)在SDA線上設(shè)置高電平以釋放SDA線。在ACK時(shí)鐘脈沖之間，接收方會(huì)驅(qū)動(dòng)和保持SDA線為低電平，這發(fā)生在第9個(gè)時(shí)鐘脈沖為高電平期間。應(yīng)答信號(hào)為低電平時(shí)，規(guī)定為有效應(yīng)答位（ACK簡(jiǎn)稱(chēng)應(yīng)答位），表示接收器已經(jīng)成功地接收了該字節(jié)；應(yīng)答信號(hào)為高電平時(shí)，規(guī)定為非應(yīng)答位（NACK），一般表示接收器接收該字節(jié)沒(méi)有成功。對(duì)于反饋有效應(yīng)答位ACK的要求是，接收器在第9個(gè)時(shí)鐘脈沖之前的低電平期間將SDA線拉低，并且確保在該時(shí)鐘的高電平期間為穩(wěn)定的低電平。如果接收器是主控器，則在它收到最后一個(gè)字節(jié)后，發(fā)送一個(gè)NACK信號(hào)(即不發(fā)出ACK信號(hào))，以通知被控發(fā)送器結(jié)束數(shù)據(jù)發(fā)送，并釋放SDA線，以便主控接收器發(fā)送一個(gè)停止信號(hào)P。

4.讀寫(xiě)操作

當(dāng)I2C控制器在發(fā)送模式下發(fā)送數(shù)據(jù)后，I2C總線接口將等待直到移位寄存器(I2CDS)接收到一個(gè)數(shù)據(jù)。在往此寄存器寫(xiě)入一個(gè)新數(shù)據(jù)前，SCL線應(yīng)該保持為低電平，寫(xiě)完數(shù)據(jù)后，I2C控制器將釋放SCL線。當(dāng)前正在傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸完成后，4412會(huì)捕捉到一個(gè)中斷，然后cpu將開(kāi)始往I2CDS寄存器中寫(xiě)入一個(gè)新的數(shù)據(jù)。

當(dāng)I2C控制器在接收模式下接收到數(shù)據(jù)后，I2C總線接口將等待直到I2CDS寄存器被讀。在讀到新數(shù)據(jù)之前，SCL線會(huì)被保持為低電平，讀到數(shù)據(jù)后I2C控制器將釋放掉SCL線。一個(gè)新數(shù)據(jù)接收完成后，4412將收到一個(gè)中斷，cpu收到這個(gè)中斷請(qǐng)求后，它將從I2CDS寄存器中讀取數(shù)據(jù)。

5.總線仲裁機(jī)制

總線上可能掛接有多個(gè)器件，有時(shí)會(huì)發(fā)生兩個(gè)或多個(gè)主器件同時(shí)想占用總線的情況，這種情況叫做總線競(jìng)爭(zhēng)。I2C總線具有多主控能力，可以對(duì)發(fā)生在SDA線上的總線競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行仲裁，其仲裁原則是這樣的：當(dāng)多個(gè)主器件同時(shí)想占用總線時(shí)，如果某個(gè)主器件發(fā)送高電平，而另一個(gè)主器件發(fā)送低電平，則發(fā)送電平與此時(shí)SDA總線電平不符的那個(gè)器件將自動(dòng)關(guān)閉其輸出級(jí)。總線競(jìng)爭(zhēng)的仲裁是在兩個(gè)層次上進(jìn)行的。首先是地址位的比較，如果主器件尋址同一個(gè)從器件，則進(jìn)入數(shù)據(jù)位的比較，從而確保了競(jìng)爭(zhēng)仲裁的可靠性。由于是利用I2C總線上的信息進(jìn)行仲裁，因此不會(huì)造成信息的丟失。

6.終止條件

當(dāng)一個(gè)從接收者不能識(shí)別從地址時(shí)，它將保持SDA線為高電平。在這樣的情況下，主機(jī)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)停止信號(hào)并且取消數(shù)據(jù)的傳輸。當(dāng)終止傳輸產(chǎn)生后，主機(jī)端接收器會(huì)通過(guò)取消ACK的產(chǎn)生以告訴從機(jī)端發(fā)送器結(jié)束發(fā)送操作。這將在主機(jī)端接收器接收到從機(jī)端發(fā)送器發(fā)送的最后一個(gè)字節(jié)之后發(fā)生，為了讓主機(jī)端產(chǎn)生一個(gè)停止條件，從機(jī)端發(fā)送者將釋放SDA線。

7.配置I2C總線

如果要設(shè)置I2C總線中SCL時(shí)鐘信號(hào)的頻率，可以在I2CCON寄存器中設(shè)置4位分頻器的值。I2C總線接口地址值存放在I2C總線地址寄存器(I2CADD)中，默認(rèn)值未知。

8.每種模式下的操作流程圖

在I2C總線上執(zhí)行任何的收發(fā)Tx/Rx操作前，應(yīng)該做如下配置：

（1）在I2CADD寄存器中寫(xiě)入從設(shè)備地址

（2）設(shè)置I2CCON控制寄存器

a.使能中斷

b.定義SCL頻率

（3）設(shè)置I2CSTAT寄存器以使能串行輸出

下圖為主設(shè)備發(fā)送模式

下圖為主設(shè)備接收模式

下圖為從設(shè)備發(fā)送模式

下圖為從設(shè)備接收

模式

I2C控制器寄存器

I2C控制器用到的寄存器如下所示：

1-- I2C總線控制寄存器

IICCON寄存器用于控制是否發(fā)出ACK信號(hào)、設(shè)置發(fā)送器的時(shí)鐘、開(kāi)啟I2C中斷，并標(biāo)識(shí)中斷是否發(fā)生

使用IICCON寄存器時(shí)，有如下注意事項(xiàng)

發(fā)送模式的時(shí)鐘頻率由位[6]、位[3:0]聯(lián)合決定。另外，當(dāng) IICCON[6]=0時(shí)，IICCON[3:0]不能取0或1。

位[4]用來(lái)標(biāo)識(shí)是否有I2C中斷發(fā)生，讀出為0時(shí)標(biāo)識(shí)沒(méi)有中斷發(fā)生，讀出為1時(shí)標(biāo)識(shí)有中斷發(fā)生。當(dāng)此位為1時(shí)，SCL線被拉低，此時(shí)所以I2C傳輸停止;如果要繼續(xù)傳輸，需寫(xiě)入0清除它。

中斷在以下3種情況下發(fā)生：

1 -- 當(dāng)發(fā)送地址信息或接收到一個(gè)從機(jī)地址并且吻合時(shí)；

2 -- 當(dāng)總線仲裁失敗時(shí)；

3 -- 當(dāng)發(fā)送/接收完一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)（包括響應(yīng)位）時(shí)；

基于SDA、SCL線上時(shí)間特性的考慮，要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，先將數(shù)據(jù)寫(xiě)入IICDS寄存器，然后再清除中斷。

如果IICCON[5]=0，IICCON[4]將不能正常工作，所以，即使不使用I2C中斷，也要將IICCON[5]設(shè)為1.

2 -- I2C狀態(tài)寄存器

IICSTAT寄存器用于選擇I2C接口的工作模式，發(fā)出S信號(hào)、P信號(hào)，使能接收/發(fā)送功能，并標(biāo)識(shí)各種狀態(tài)，比如總線仲裁是否成功、作為從機(jī)時(shí)是否被尋址、是否接收到0地址、是否接收到ACK信號(hào)等。

3 -- I2C數(shù)據(jù)發(fā)送/接收移位寄存器

fs4412的i2c總線上掛載了mpu6050

mpu6050每次讀取或者要寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，必須先告知從設(shè)備要操作的內(nèi)部寄存器地址（RA），然后緊跟著讀取或者寫(xiě)入數(shù)據(jù)（DATA），內(nèi)部寄存器的配置和讀取一次最多1個(gè)data，交互時(shí)序如下：

【注意】上述兩個(gè)時(shí)序非常重要，下面我們編寫(xiě)基于linux的驅(qū)動(dòng)編寫(xiě)i2c_msg還要再依賴(lài)他。

上述簡(jiǎn)化時(shí)序的術(shù)語(yǔ)解釋如下

【寄存器使用規(guī)則】

下面先提前講一下具體應(yīng)用中如何啟動(dòng)和恢復(fù)IIC的傳輸

啟動(dòng)或恢復(fù)4412的I2C傳輸有以下兩種方法。

1）當(dāng)IICCON[4]即中斷狀態(tài)位為0時(shí)，通過(guò)寫(xiě)IICSTAT寄存器啟動(dòng)I2C操作。有以下兩種情況。

1--在主機(jī)模式，

令I(lǐng)ICSTAT[5:4]等于0b11，將發(fā)出S信號(hào)和IICDS寄存器的數(shù)據(jù)（尋址），

令I(lǐng)ICSTAT[5:4]等于0b01，將發(fā)出P信號(hào)。

2--在從機(jī)模式，令I(lǐng)ICSTAT[4]等于1將等待其他主機(jī)發(fā)出S信號(hào)及地址信息。

2）當(dāng)IICCON[4]即中斷狀態(tài)為1時(shí)，表示I2C操作被暫停。在這期間設(shè)置好其他寄存器之后，向IICCON[4]寫(xiě)入0即可恢復(fù)I2C操作。所謂“設(shè)置其他寄存器”，有以下三種情況：

1--對(duì)于主機(jī)模式，可以按照上面1的方法寫(xiě)IICSTAT寄存器，恢復(fù)I2C操作后即可發(fā)出S信號(hào)和IICDS寄存器的值（尋址），或發(fā)出P信號(hào)。

2--對(duì)于發(fā)送器，可以將下一個(gè)要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫(xiě)入IICDS寄存器中，恢復(fù)I2C操作后即可發(fā)出這個(gè)數(shù)據(jù)。

3--對(duì)于接收器，可以從IICDS寄存器讀出接收到的數(shù)據(jù)。最后向IICCON[4]寫(xiě)入0的同時(shí)，設(shè)置IICCON[7]以決定是否在接收到下一個(gè)數(shù)據(jù)后是否發(fā)出ACK信號(hào)。

MPU6050

MPU-6000（6050）為全球首例整合性6軸運(yùn)動(dòng)處理組件，相較于多組件方案，免除了組合陀螺儀與加速器時(shí)間軸之差的問(wèn)題，減少了大量的封裝空間。當(dāng)連接到三軸磁強(qiáng)計(jì)時(shí)，MPU-60X0提供完整的9軸運(yùn)動(dòng)融合輸出到其主I2C或SPI端口(SPI僅在MPU-6000上可用)。

MPU-6000（6050）的角速度全格感測(cè)范圍為±250、±500、±1000與±2000°/sec (dps)，可準(zhǔn)確追蹤快速與慢速動(dòng)作，并且，用戶(hù)可程式控制的加速器全格感測(cè)范圍為±2g、±4g±8g與±16g。產(chǎn)品傳輸可透過(guò)最高至400kHz的IIC或最高達(dá)20MHz的SPI（MPU-6050沒(méi)有SPI）。

電路圖

【MPU6050硬件電路圖】(實(shí)際板子電路圖不一定和下面一樣，具體問(wèn)題具體分析，本例參考exynos-fs4412開(kāi)發(fā)板)

1 AD0接地的 值為 0

所以從設(shè)備地址為0x68；

2 SCL、SDA連接的i2c_SCL5、i2c_SDA5

由此可得這兩個(gè)信號(hào)線復(fù)用了GPIO的GPB的2、3引腳；

3查閱exynos4412 datasheet 6.2.2 Part 1可得

所以設(shè)置GPIO 的 GPB 【15：8】= 0x33 即可。

MPU6050內(nèi)部寄存器

mpu6050內(nèi)部寄存器的使用，參考datasheet《MPU-6000 and MPU-6050
Register Map and Descriptions Revision 4.0 》。

Mpu6050內(nèi)部有100多個(gè)寄存器。比如：

這個(gè)寄存器是用來(lái)設(shè)置加速度屬性的，當(dāng)bit[4:3] 設(shè)置為0，表示3個(gè)軸的加速度量程最大為±2g。

mpu6050的內(nèi)部寄存器非常多，并不需要每一個(gè)寄存器都需要搞懂，在如下代碼實(shí)例中，我已經(jīng)列舉出常用的寄存器以及他們的典型值，其他的寄存器不再一一介紹。

下面是個(gè)IIC總線實(shí)例：

用IIC總線實(shí)現(xiàn)CPU與MPU-6050的數(shù)據(jù)查詢(xún)

具體代碼如下：

//****************************************
//MPU6050常用內(nèi)部地址，以下地址在mpu6050內(nèi)部
//****************************************
#defineSMPLRT_DIV0x19//陀螺儀采樣率，典型值：0x07(125Hz)
#defineCONFIG0x1A//低通濾波頻率，典型值：0x06(5Hz)
#defineGYRO_CONFIG0x1B//陀螺儀自檢及測(cè)量范圍，典型值：0x18(不自檢，2000deg/s)
#defineACCEL_CONFIG0x1C//加速計(jì)自檢、測(cè)量范圍及高通濾波頻率，典型值：0x01(不自檢，2G，5Hz)
#defineACCEL_XOUT_H0x3B
#defineACCEL_XOUT_L0x3C
#defineACCEL_YOUT_H0x3D
#defineACCEL_YOUT_L0x3E
#defineACCEL_ZOUT_H0x3F
#defineACCEL_ZOUT_L0x40
#defineTEMP_OUT_H0x41
#defineTEMP_OUT_L0x42
#defineGYRO_XOUT_H0x43
#defineGYRO_XOUT_L0x44
#defineGYRO_YOUT_H0x45
#defineGYRO_YOUT_L0x46
#defineGYRO_ZOUT_H0x47
#defineGYRO_ZOUT_L0x48
#definePWR_MGMT_10x6B//電源管理，典型值：0x00(正常啟用)
#defineWHO_AM_I0x75//IIC地址寄存器(默認(rèn)數(shù)值0x68，只讀)
#defineSlaveAddress0xD0//IIC寫(xiě)入時(shí)的地址字節(jié)數(shù)據(jù)，+1為讀取


typedef struct {
        unsigned int CON;
        unsigned int DAT;
        unsigned int PUD;
        unsigned int DRV;
        unsigned int CONPDN;
        unsigned int PUDPDN;
}gpb;
#define GPB (* (volatile gpb *)0x11400040)


typedef struct {
        unsigned int I2CCON;
        unsigned int I2CSTAT;
        unsigned int I2CADD;
        unsigned int I2CDS;
        unsigned int I2CLC;
}i2c5;
#define  I2C5 (* (volatile i2c5 *)0x138B0000 )


voidmydelay_ms(inttime)
{
  inti,j;
  while(time--)
  {
    for(i=0;i5;i++)
      for(j=0;j514;j++);
  }
}
/**********************************************************************
*@briefiicreadabyteprogrambody
*@param[in]slave_addr,addr,&data
*@returnNone
**********************************************************************/


void iic_read(unsigned char slave_addr, unsigned char addr, unsigned char *data)
{
  /*根據(jù)mpu6050的datasheet，要讀取數(shù)據(jù)必須先執(zhí)行寫(xiě)操作：寫(xiě)入一個(gè)從設(shè)備地址，
  然后執(zhí)行讀操作，才能讀取到該內(nèi)部寄存器的內(nèi)容*/
  I2C5.I2CDS=slave_addr;//將從機(jī)地址寫(xiě)入I2CDS寄存器中
  I2C5.I2CCON=(1<7)|(1<6)|(1<5);//設(shè)置時(shí)鐘并使能中斷
  I2C5.I2CSTAT=0xf0;//[7:6]設(shè)置為0b11，主機(jī)發(fā)送模式；
  //往[5：4]位寫(xiě)0b11，即產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào),發(fā)出IICDS寄存器中的地址
  
  while(!(I2C5.I2CCON&(1<4)));//等待傳輸結(jié)束，傳輸結(jié)束后，I2CCON [4]位為1，標(biāo)識(shí)有中斷發(fā)生；
  
  // 此位為1時(shí)，SCL線被拉低，此時(shí)I2C傳輸停止；
  I2C5.I2CDS=addr;//寫(xiě)命令值
  I2C5.I2CCON=I2C5.I2CCON&(~(1<4));//I2CCON[4]位清0，繼續(xù)傳輸
  while(!(I2C5.I2CCON&(1<4)));//等待傳輸結(jié)束
  
  I2C5.I2CSTAT = 0xD0; // I2CSTAT[5:4]位寫(xiě)0b01,發(fā)出停止信號(hào)
  I2C5.I2CDS=slave_addr|1;//表示要讀出數(shù)據(jù)
  
  I2C5.I2CCON=(1<7)|(1<6)|(1<5);//設(shè)置時(shí)鐘并使能中斷
  I2C5.I2CSTAT = 0xb0;//[7:6]位0b10,主機(jī)接收模式；
  
  //往[5：4]位寫(xiě)0b11，即產(chǎn)生啟動(dòng)信號(hào),發(fā)出IICDS寄存器中的地址
  //I2C5.I2CCON=I2C5.I2CCON&(~(1<
  
  while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4)));//等待傳輸結(jié)束，接收數(shù)據(jù)
  
  I2C5.I2CCON&=~((1<<7)|(1<4));/*Resumetheoperation&noack*/
  //I2CCON[4]位清0，繼續(xù)傳輸，接收數(shù)據(jù)，
   // 主機(jī)接收器接收到最后一字節(jié)數(shù)據(jù)后，不發(fā)出應(yīng)答信號(hào) no ack   
  
  // 從機(jī)發(fā)送器釋放SDA線，以允許主機(jī)發(fā)出P信號(hào)，停止傳輸；
  while(!(I2C5.I2CCON&(1<4)));//等待傳輸結(jié)束
  
  I2C5.I2CSTAT=0x90;
  *data=I2C5.I2CDS;
  I2C5.I2CCON&=~(1<<4);/*cleaninterruptpendingbit*/
  mydelay_ms(10);
  *data=I2C5.I2CDS;
}
/**************************************************************
 *@briefiicwriteabyteprogrambody
*@param[in]slave_addr,addr,data
*@returnNone
*************************************************************/


void iic_write (unsigned char slave_addr, unsigned char addr, unsigned char data)
{
  I2C5.I2CDS=slave_addr;
  I2C5.I2CCON=(1<7)|(1<6)|(1<5);
  I2C5.I2CSTAT=0xf0;


  while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4)));
  I2C5.I2CDS=addr;
  I2C5.I2CCON=I2C5.I2CCON&(~(1<4));
  while(!(I2C5.I2CCON&(1<4)));
  
  I2C5.I2CDS=data;
  I2C5.I2CCON=I2C5.I2CCON&(~(1<4));
  
  while(!(I2C5.I2CCON & (1 << 4)));
  
  I2C5.I2CSTAT=0xd0;
  I2C5.I2CCON=I2C5.I2CCON&(~(1<4));
  mydelay_ms(10);
}
void MPU6050_Init ()
{
  iic_write(SlaveAddress,PWR_MGMT_1,0x00);
  iic_write(SlaveAddress,SMPLRT_DIV,0x07);
  iic_write(SlaveAddress,CONFIG,0x06);
  iic_write(SlaveAddress,GYRO_CONFIG,0x18);
  iic_write(SlaveAddress,ACCEL_CONFIG,0x01);
}
/*讀取mpu6050某個(gè)內(nèi)部寄存器的內(nèi)容*/
int get_data(unsigned char addr)
{
  chardata_h,data_l;
  
  iic_read(SlaveAddress,addr,&data_h);
  iic_read(SlaveAddress,addr+1,&data_l);
  return(data_h<<8)|data_l;
}
/*
*裸機(jī)代碼，不同于LINUX應(yīng)用層，一定加循環(huán)控制
 */
intmain(void)
{
  intdata;
  unsigned char zvalue;


  GPB.CON=(GPB.CON&~(0xff<<8))|0x33<<8;//GPBCON[3],I2C_5_SCLGPBCON[2],I2C_5_SDAmydelay_ms(100);
  uart_init();

/*---------------------------------------------------------------*/
  I2C5.I2CSTAT=0xD0;
  I2C5.I2CCON &= ~(1<<4);  /*clean interrupt pending bit  */
  
  /*--------------------------------------------------------------*/
  mydelay_ms(100);
  MPU6050_Init();
  mydelay_ms(100);


  printf("
**********I2Ctest!!***********
");
  while(1)
  {
    data = get_data(GYRO_ZOUT_H);
    
    printf("GYRO-->Z<---?%x",data);
    data=get_data(GYRO_XOUT_H);
    printf(" GYRO --> X <--- %x", data);
    
    printf("
");
    mydelay_ms(1000);
  }
  return0;
}

實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：

********** I2C test!! ***********  
GYRO --> Z <---:Hex: 1c GYRO --> X <---:Hex: feda  
GYRO --> Z <---:Hex: fefc GYRO --> X <---:Hex: fed6  
GYRO --> Z <---:Hex: fefe GYRO --> X <---:Hex: fed6  
GYRO --> Z <---:Hex: fefe GYRO --> X <---:Hex: fedc  
GYRO --> Z <---:Hex: fefe GYRO --> X <---:Hex: feda  
GYRO --> Z <---:Hex: fefc GYRO --> X <---:Hex: fed6  
GYRO --> Z <---:Hex: fefe GYRO --> X <---:Hex: feda  
GYRO --> Z <---:Hex: fcf2 GYRO --> X <---:Hex: 202  
GYRO --> Z <---:Hex: ec GYRO --> X <---:Hex: faa0  
GYRO --> Z <---:Hex: 4c GYRO --> X <---:Hex: e  
GYRO --> Z <---:Hex: fe GYRO --> X <---:Hex: fed8  
GYRO --> Z <---:Hex: 0 GYRO --> X <---:Hex: fede  
GYRO --> Z <---:Hex: 0 GYRO --> X <---:Hex: feda  

讀寫(xiě)操作代碼解析：

寫(xiě)入一個(gè)數(shù)據(jù)流程：

讀數(shù)據(jù)流程：

上圖閱讀注意點(diǎn)：

1. 從設(shè)備地址是在用的時(shí)候應(yīng)該左移一位|讀寫(xiě)位，比如寫(xiě)reg=0x68<1|0,即0xD0;

2. 主設(shè)備發(fā)出S信號(hào)，需要將I2CSTATn 的bite：5設(shè)置為1；

3. 主設(shè)備發(fā)出p信號(hào)，需要將I2CSTATn 的bite：5設(shè)置為0；

4. 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)需要將寄存器I2CCONn的bit:4置0，to reume the operation；

5. 主機(jī)等待從設(shè)備發(fā)送的ack或者data，需要輪訓(xùn)判斷I2CCONn的bit:4是否置1；

6. 代碼的理解除了結(jié)合功能流程圖、時(shí)序圖、源代碼還要結(jié)合寄存器說(shuō)明；

7. 代碼的編寫(xiě)順序必須嚴(yán)格按照時(shí)序和模塊流程圖執(zhí)行；

8. 時(shí)序中的每一個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)（包括ack、data、reg）的產(chǎn)生或者發(fā)送對(duì)應(yīng)的代碼都用箭頭以及相同的顏色框處；

9. 對(duì)于read操作，NACK的回復(fù)需要在接收最后一個(gè)data之前設(shè)置I2CCONn ：7位為0，這樣在收到從設(shè)備的data后，才會(huì)將SDA拉低。
   

審核編輯：郭婷