LoopBack

该示例演示了使用中断功能，进行 I2C 主设备与从设备通信，会将主设备与从设备对接实现自发自收。它的三种通信模式的示例如下：

I2C Communication Mode in Loopback Sample

通信模式

简要描述

配置选项 宏定义

Master Write

主设备发送数据从设备接收数据

I2C_MASTER_SEND_SLAVE_RECEIVE 置 1 实现 Master Write 功能

Master Read

从设备接收数据从设备发送数据

I2C_MASTER_RECEIVE_SLAVE_SEND 置 1 实现 Master Read 功能

Master Repeat Read

主设备先发送数据后接收数据

I2C_MASTER_REPEAT_READ 置 1 实现 Master Repeat Read 功能

在该示例中，I2C0 被配置为主设备，I2C1 被配置为从设备。

环境需求

该示例的环境需求，可参考 环境需求。

硬件连线

连接 P4_0（主设备的 SCL）和 P4_2（从设备的 SCL），P4_1（主设备的 SDA）和 P4_3（从设备的 SDA），

备注

SCL 的频率受上拉电阻及导线电容的影响。因此，强烈建议选择适当的上拉电阻，确保频率准确。该示例中需要接 2.2 kΩ 上拉电阻。

上拉电阻的连接示意图如下图所示：

这里应该是 I2C 上拉电阻示意图

I2C 上拉电阻连接示意图

配置选项

  1. 可配置如下宏修改示例功能。注意：如下三个宏仅有一个可以配置成 1。

    #define I2C_MASTER_SEND_SLAVE_RECEIVE   0       /*< Set this macro to 1 to modify the sample for master send slave receive function. */
#define I2C_MASTER_RECEIVE_SLAVE_SEND   0       /*< Set this macro to 1 to modify the sample for master receive slave send function. */
#define I2C_MASTER_REPEAT_READ          1       /*< Set this macro to 1 to modify the sample for master repeat read function. */

  2. 可配置如下宏修改引脚定义。

    #define I2C0_SCL_PIN                    P4_0
#define I2C0_SDA_PIN                    P4_1

#define I2C1_SCL_PIN                    P4_2
#define I2C1_SDA_PIN                    P4_3

  3. 可配置如下宏修改 I2C 数据传输长度。

    #define TransferLength                  24      /*< Set this macro to modify the transfer length. */

编译和下载

该示例的编译和下载流程，可参考 编译和下载。

测试验证

主设备发送从设备接收

  1. 当 EVB 启动后，主设备发送 24 bytes，内容为 0~23 的数据，当主设备发送数据完毕时，触发 I2C_INT_STOP_DET 中断，打印中断信息 log。

    I2C0 Stop signal detected

  2. 当从设备接收的数据达到设定的 threshold level 时（本示例中设定为8），触发 I2C_INT_RX_FULL 中断，在中断处理函数中打印中断信息 log，并接收数据。

    I2C1 Rx Full detected

  3. 当主设备发送数据完毕时，从设备也检测到停止信号，从设备触发 I2C_INT_STOP_DET 中断，在中断处理函数中打印中断信息 log，同时接收剩余数据并打印收到的数据长度和数据内容 log。

    I2C1 Stop signal detected
Slave Recv Date Lenth = 24
I2C1_Slave_ReceiveData=0
...
I2C1_Slave_ReceiveData=23

主设备接收从设备发送

  1. 当 EVB 启动后，主设备读预期 24 bytes数据。主设备向从设备发送读请求指令。

  2. 从设备收到主设备发来的读请求，触发 I2C_INT_RD_REQ 中断，在中断处理函数中打印中断信息log，并向主设备发送 24 bytes 内容为 10~33 的数据。

    Enter I2C1 interrupt I2C1_INT_RD_REQ!

  3. 主设备接收数据完毕后，打印接收到的数据。

    Master Read data = 10
...
Master Read data = 33

主设备先发送后接收

  1. 当 EVB 启动后，主设备向从设备发送 4 bytes，内容为 1~4 的数据。

  2. 主设备在发送数据完毕后，读预期 24 bytes数据，向从设备发送读请求指令。

  3. 从设备收到主设备发来的读请求，触发 I2C_INT_RD_REQ 中断，在中断处理函数中打印中断信息log，并向主设备发送 24bytes，内容为 10~33 的数据。

    Enter I2C1 interrupt I2C1_INT_RD_REQ!

  4. 从设备向主设备发送数据完毕，主设备产生停止信号，从设备触发 I2C_INT_RX_DONE 和 I2C_INT_STOP_DET 中断，在中断处理函数中打印 步骤1 接收的数据。

    I2C1 RX_DONE detected
I2C1 Stop signal detected
Slave Recv Date Lenth = 4
I2C1_Slave_ReceiveData=1
I2C1_Slave_ReceiveData=2
I2C1_Slave_ReceiveData=3
I2C1_Slave_ReceiveData=4

  5. 主设备接收数据完毕后，打印接收到的数据。

    Master Repeat Read data = 10
...
Master Repeat Read data = 33

代码介绍

该章节主要介绍示例中的初始化和相应功能实现的代码和流程说明。

源码路径

工程文件和源码路径如下：

  • 工程路径: sdk\samples\peripheral\i2c\trx_loopback\proj

  • 源码路径: sdk\samples\peripheral\i2c\trx_loopback\src

初始化

外设的初始化流程可参考 General Introduction 中的 初始化流程 部分。

  1. 调用 Pad_Config() 与 Pinmux_Config()，配置对应引脚的 PAD 和 PINMUX 。

    void board_i2c_master_init(void)
{
   Pad_Config(I2C_MASTER_SCL_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_UP, PAD_OUT_ENABLE, PAD_OUT_HIGH);
   Pad_Config(I2C_MASTER_SDA_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_UP, PAD_OUT_ENABLE, PAD_OUT_HIGH);

   Pinmux_Config(I2C_MASTER_SCL_PIN, I2C0_CLK);
   Pinmux_Config(I2C_MASTER_SDA_PIN, I2C0_DAT);
}

void board_i2c_slave_init(void)
{
   Pad_Config(I2C_SLAVE_SCL_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_UP, PAD_OUT_ENABLE, PAD_OUT_HIGH);
   Pad_Config(I2C_SLAVE_SDA_PIN, PAD_PINMUX_MODE, PAD_IS_PWRON, PAD_PULL_UP, PAD_OUT_ENABLE, PAD_OUT_HIGH);

   Pinmux_Config(I2C_SLAVE_SCL_PIN, I2C1_CLK);
   Pinmux_Config(I2C_SLAVE_SDA_PIN, I2C1_DAT);
}

  2. 调用 RCC_PeriphClockCmd() ，开启 I2C 时钟。

  3. 对 I2C 外设进行初始化：

    1. 定义 I2C_InitTypeDef 类型 I2C_InitStruct ，调用 I2C_StructInit() 将 I2C_InitStruct 预填默认值。

    2. 根据需求修改 I2C_InitStruct 参数，I2C0 与 I2C1 的初始化参数配置如下表。调用 I2C_Init()，初始化 I2C 外设。

I2C 初始化参数

I2C Hardware Parameters

Setting in the I2C_InitStruct

I2C0(Master)

I2C1(Slave)

Clock(Hz)

I2C_InitTypeDef::I2C_ClockSpeed

100000

100000

Device role (I2C master or I2C slave)

I2C_InitTypeDef::I2C_DeviveMode

I2C_DeviveMode_Master

I2C_DeviveMode_Slave

Address mode (7bits/ 10bits mode)

I2C_InitTypeDef::I2C_AddressMode

I2C_AddressMode_7BIT

I2C_AddressMode_7BIT

Slave address

I2C_InitTypeDef::I2C_SlaveAddress

0x50

0x50

Rx threshold level

I2C_InitTypeDef::I2C_RxThresholdLevel

8

8

Auto ACK enable

I2C_InitTypeDef::I2C_Ack

ENABLE

ENABLE

  1. 调用 I2C_Cmd() 使能 I2C 外设。

功能实现

主设备发送从设备接收

主设备发送从设备接收的流程如图所示：

这里应该是 I2C master send slave receive flow

I2C 主设备发送从设备接收流程

  1. 调用 I2C_INTConfig() 配置相应 I2C 中断和 NVIC。NVIC 相关配置可参考 中断配置。

    void nvic_i2c_config(void)
{
   ...
#if I2C_MASTER_SEND_SLAVE_RECEIVE
   I2C_INTConfig(I2C0, I2C_INT_STOP_DET, ENABLE);
   I2C_INTConfig(I2C1, I2C_INT_RX_FULL, ENABLE);
   I2C_INTConfig(I2C1,  I2C_INT_STOP_DET, ENABLE);
   I2C_INTConfig(I2C1,  I2C_INT_RX_DONE, ENABLE);
#endif
   ...
   /* Config I2C interrupt */
   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
   ...
}

  2. 主设备调用 I2C_MasterWrite() 向从设备发送数据。

  3. 当从设备接收到的数据长度达到设定阈值时，触发 I2C_INT_RX_FULL 中断，在中断处理函数中，调用 I2C_ReceiveData() 接收数据。

  4. 当主设备完成发送数据时，从设备检测到停止位，从设备触发 I2C_INT_STOP_DET 中断，在从设备中断函数内，调用 I2C_ReceiveData() 接收剩余数据。

    void I2C1_Handler(void)
{
   ...
   if (I2C_GetINTStatus(I2C1, I2C_INT_STOP_DET) == SET)
   {
      ...
      lenth = I2C_GetRxFIFOLen(I2C1);
      for (uint32_t i = 0; i < lenth; i++)
      {
            I2C_Rev_Data[I2C_Rev_Index++] = I2C_ReceiveData(I2C1);
      }
      I2C_Rev_Data_Lenth += lenth;
      I2C_ClearINTPendingBit(I2C1, I2C_INT_STOP_DET);
      ...
   }
   ...
   if (I2C_GetINTStatus(I2C1, I2C_INT_RX_FULL) == SET)
   {
      lenth = I2C_GetRxFIFOLen(I2C1);

      /*read I2C data*/
      for (uint32_t i = 0; i < lenth; i++)
      {
            I2C_Rev_Data[I2C_Rev_Index++] = I2C_ReceiveData(I2C1);
      }
      I2C_Rev_Data_Lenth += lenth;
      I2C_ClearINTPendingBit(I2C1, I2C_INT_RX_FULL);
   }
}

主设备接收从设备发送

主设备接收从设备发送的流程如图所示：

这里应该是 I2C master read flow

I2C master 接收从设备发送流程

  1. 调用 I2C_INTConfig() 配置相应 I2C 中断和 NVIC。NVIC 相关配置可参考 中断配置。

    void nvic_i2c_config(void)
{
   ...
#if I2C_MASTER_RECEIVE_SLAVE_SEND
   I2C_INTConfig(I2C1, I2C_INT_RD_REQ, ENABLE);
#endif
   ...
   /* Config I2C interrupt */
   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
   ...
}

  2. 主设备调用 I2C_MasterRead() 读预期 24 bytes数据。主设备向从设备发送读请求指令。

  3. 从设备收到主设备发来的读请求，从设备触发 I2C_INT_RD_REQ 中断，在的中断函数内调用 I2C_SendCmd() 向主设备发送数据。

    void I2C1_Handler(void)
{
   uint8_t send_data_buffer[100];
   for (uint32_t i = 0; i < TransferLength; i++)
   {
      send_data_buffer[i] = i + 10;
   }
   if (I2C_GetINTStatus(I2C1, I2C_INT_RD_REQ) == SET)
   {
      for (uint32_t i = 0; i < TransferLength; i++)
      {
            I2C_SendCmd(I2C1, I2C_WRITE_CMD, send_data_buffer[i], DISABLE);
      }

      I2C_ClearINTPendingBit(I2C1, I2C_INT_RD_REQ);

   }
   ...
}

主设备先发送后接收

主设备执行先发送后接收的流程，流程如图所示：

这里应该是 I2C master repeat read flow

I2C 主设备先发送后接收流程

  1. 调用 I2C_INTConfig() 配置相应 I2C 中断和 NVIC。NVIC 相关配置可参考 中断配置。

    void nvic_i2c_config(void)
{
   ...
#if I2C_MASTER_REPEAT_READ
   I2C_INTConfig(I2C0, I2C_INT_STOP_DET, ENABLE);
   I2C_INTConfig(I2C1, I2C_INT_RX_FULL, ENABLE);
   I2C_INTConfig(I2C1,  I2C_INT_STOP_DET, ENABLE);
   I2C_INTConfig(I2C1,  I2C_INT_RX_DONE, ENABLE);
   I2C_INTConfig(I2C1, I2C_INT_RD_REQ, ENABLE);
#endif
   ...
   /* Config I2C interrupt */
   NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;
   ...
}

  2. 主设备调用 I2C_RepeatRead()，向从设备发送 tx_data 数据，并从从设备接收 rx_data 数据。

  3. 从设备收到主设备发来的读请求，触发 I2C_INT_RD_REQ 中断，在中断处理函数中调用 I2C_SendCmd() 给主设备发送数据。

  4. 从设备向主设备发送数据完毕，主设备产生停止信号，从设备触发 I2C_INT_RX_DONE 和 I2C_INT_STOP_DET 中断，在中断处理函数中，调用 I2C_ReceiveData() 接收数据。

    void I2C1_Handler(void)
{
   uint16_t lenth;

   uint8_t send_data_buffer[100];
   for (uint32_t i = 0; i < TransferLength; i++)
   {
      send_data_buffer[i] = i + 10;
   }
   if (I2C_GetINTStatus(I2C1, I2C_INT_RD_REQ) == SET)
   {
      for (uint32_t i = 0; i < TransferLength; i++)
      {
            I2C_SendCmd(I2C1, I2C_WRITE_CMD, send_data_buffer[i], DISABLE);
      }
      I2C_ClearINTPendingBit(I2C1, I2C_INT_RD_REQ);
   }

   if (I2C_GetINTStatus(I2C1, I2C_INT_STOP_DET) == SET)
   {
      /*read I2C receive data*/
      lenth = I2C_GetRxFIFOLen(I2C1);
      for (uint32_t i = 0; i < lenth; i++)
      {
            I2C_Rev_Data[I2C_Rev_Index++] = I2C_ReceiveData(I2C1);
      }
      I2C_Rev_Data_Lenth += lenth;
      I2C_ClearINTPendingBit(I2C1, I2C_INT_STOP_DET);
      ...
   }
   if (I2C_GetINTStatus(I2C1, I2C_INT_RX_DONE) == SET)
   {
      DBG_DIRECT("I2C1 RX_DONE detected");
      I2C_ClearINTPendingBit(I2C1, I2C_INT_RX_DONE);

   }
   ...
}