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1、概述
IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，高速IIC总线一般可达400kbps以上。
I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。IIC总线如图所示：
IIC总线时序图
2、资源介绍
HaaS1000中自带了两路I2C，只支持主模式，最高1.4Mbps接口。两路I2C管脚也是复用的，都是通过IO的fuction选择出来的。
当前的EDU的默认配置为：
| 引脚名 | GPIO | 说明 |
| I2C_M0_SCL | GPIO_P2_0 | i2C0的SCL |
| I2C_M0_SDA | GPIO_P2_1 | i2C0的SDA |
| I2C_M1_SCL | GPIO_P0_2 | I2C1的SCL |
| I2C_M1_SDA | GPIO_P0_3 | I2C1的SDA |
HaaS EDU K1中只用到的了I2C1, 即（GPIO_P0_2，GPIO_P0_3）。
3、HAL接口介绍
AliOS Things对于不同底层驱动的i2c操作实现，统一封装成本文所述hal I2c接口。 hal相关头文件位于目录：include/aos/hal。hal相关实现位于具体的mcu目录下，如：platform/mcu/haas1000/hal/。
3.1、API列表
| hal_i2c_init | 初始化指定I2C端口 |
| hal_i2c_master_send | master模式下从指定的I2C端口发送数据 |
| hal_i2c_master_recv | master模式下从指定的I2C端口接收数据 |
| hal_i2c_slave_send | slave模式下从指定的I2C端口发送数据 |
| hal_i2c_slave_recv | slave模式下从指定的I2C端口接收数据 |
| hal_i2c_mem_write | mem模式（读写I2C存储器）下从指定的I2C端口发送数据 |
| hal_i2c_mem_read | mem模式（读写I2C存储器）下从指定的I2C端口接收数据 |
| hal_i2c_finalize | 关闭指定I2C端口 |
3.2、API详情
请参考
3.2.1、相关宏定义
#define I2C_MODE_MASTER 1 /* i2c communication is master mode */#define I2C_MODE_SLAVE 2 /* i2c communication is slave mode */#define I2C_MEM_ADDR_SIZE_8BIT 1 /* i2c memory address size 8bit */#define I2C_MEM_ADDR_SIZE_16BIT 2 /* i2c memory address size 16bit *//* * Specifies one of the standard I2C bus bit rates for I2C communication */#define I2C_BUS_BIT_RATES_100K 100000#define I2C_BUS_BIT_RATES_400K 400000#define I2C_BUS_BIT_RATES_3400K 3400000#define I2C_HAL_ADDRESS_WIDTH_7BIT 0#define I2C_HAL_ADDRESS_WIDTH_10BIT 1
3.2.2、相关结数据结构
i2c_dev_t
typedef struct { uint8_t port; /* i2c port */ i2c_config_t config; /* i2c config */ void *priv; /* priv data */} i2c_dev_t;
i2c_config_t
typedef struct { uint32_t address_width; uint32_t freq; uint8_t mode; uint16_t dev_addr;} i2c_config_t;
3.2.3、hal_i2c_init
初始化指定I2C端口
函数原型
int32_t hal_i2c_init(i2c_dev_t *i2c)
参数
| i2c_dev_t *i2c | 入参 | I2C设备描述，定义需要初始化的I2C参数 | 用户自定义一个i2c_dev_t结构体 |
返回值
返回成功或失败, 返回0表示I2C初始化成功，非0表示失败
调用示例
#define Si7006_ADDRESS 0x40 i2c_dev.port = 1; i2c_dev.config.address_width = I2C_HAL_ADDRESS_WIDTH_7BIT; i2c_dev.config.freq = I2C_BUS_BIT_RATES_400K; i2c_dev.config.mode = I2C_MODE_MASTER; i2c_dev.config.dev_addr = Si7006_ADDRESS; hal_i2c_init(&i2c_dev);
3.2.4、hal_i2c_master_send
master模式下从指定的I2C端口发送数据
函数原型
int32_t hal_i2c_master_send(i2c_dev_t *i2c, uint16_t dev_addr, const uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)
参数
| i2c_dev_t *i2c | 入参 | I2C设备描述 | 使用hal_i2c_init传入参数 |
| uint16_t dev_addr | 入参 | 目标设备地址 | 0x50 |
| const uint8_t *data | 入参 | 指向发送缓冲区的数据指针 | char pdata_send[10] |
| uint16_t size | 入参 | 要发送的数据字节数 | 10 |
| uint32_t timeout | 入参 | 超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER | 50 |
返回值
返回成功或失败, 返回0表示I2C数据发送成功，非0表示失败
调用示例
char pdata_send[10] = {0};#define I2C2_SLAVE_ADDR 0x50ret = hal_i2c_master_send(&i2c_dev_master,I2C2_SLAVE_ADDR,pdata_send,10,50);
3.2.5、hal_i2c_master_recv
master模式下从指定的I2C端口接收数据
函数原型
int32_t hal_i2c_master_recv(i2c_dev_t *i2c, uint16_t dev_addr, uint8_t *data,uint16_t size, uint32_t timeout)
参数
| i2c_dev_t *i2c | 入参 | I2C设备描述 | 使用hal_i2c_init传入参数 |
| uint16_t dev_addr | 入参 | 目标设备地址 | 0x50 |
| uint8_t *data | 入参 | 指向接收缓冲区的数据指针 | char pdata_recv[10] |
| uint16_t size | 入参 | 期望接收的数据字节数 | 10 |
| uint32_t timeout | 入参 | 超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER | 50 |
返回值
返回成功或失败, 返回0表示成功接收size个数据，非0表示失败
调用示例
char pdata_recv[10] = {0};#define I2C2_SLAVE_ADDR 0x50ret = hal_i2c_master_recv(&i2c_dev_master,I2C2_SLAVE_ADDR,pdata_recv,10,50);
3.2.6、hal_i2c_slave_send
slave模式下从指定的I2C端口发送数据
函数原型
int32_t hal_i2c_slave_send(i2c_dev_t *i2c, const uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)
参数
| i2c_dev_t *i2c | 入参 | I2C设备描述 | 使用hal_i2c_init传入参数 |
| const uint8_t *data | 入参 | 指向发送缓冲区的数据指针 | char pdata_send[10] |
| uint16_t size | 入参 | 要发送的数据字节数 | 10 |
| uint32_t timeout | 入参 | 超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER | 50 |
返回值
返回成功或失败, 返回0表示成功发送size个数据，非0表示失败
调用示例
char pdata_send[10] = {0};ret = hal_i2c_slave_send(&i2c_dev_slave,pdata_send,10,50);
3.2.7、hal_i2c_slave_recv
slave模式下从指定的I2C端口接收数据
函数原型
int32_t hal_i2c_slave_recv(i2c_dev_t *i2c, uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)
参数
| i2c_dev_t *i2c | 入参 | I2C设备描述 | 使用hal_i2c_init传入参数 |
| uint8_t *data | 入参 | 指向要接收数据的数据指针 | char pdata_recv[10] |
| uint16_t size | 入参 | 要接收的数据字节数 | 10 |
| uint32_t timeout | 入参 | 超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER | 50 |
返回值
返回成功或失败, 返回0表示成功接收size个数据，非0表示失败
调用示例
char pdata_recv[10] = {0};ret = hal_i2c_slave_recv(&i2c_dev_slave,pdata_recv,10,50);
3.2.8、hal_i2c_mem_write
向指定的设备内存写数据
函数原型
int32_t hal_i2c_mem_write(i2c_dev_t *i2c, uint16_t dev_addr, uint16_t mem_addr, uint16_t mem_addr_size, const uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)
参数
| i2c_dev_t *i2c | 入参 | I2C设备描述 | 使用hal_i2c_init传入参数 |
| uint16_t dev_addr | 入参 | 目标设备地址 | 0x50 |
| uint16_t mem_addr | 入参 | 内部内存地址 | 0x20 |
| uint16_t mem_addr_size | 入参 | 内部内存地址大小 | 1 |
| const uint8_t *data | 入参 | 指向要发送数据的数据指针 | char pdata[10] |
| uint16_t size | 入参 | 要发送的数据字节数 | 1 |
| uint32_t timeout | 入参 | 超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER | 50 |
返回值
返回成功或失败, 返回0表示成功发送size个数据，非0表示失败
调用示例
char pdata[10] = {0};ret = hal_i2c_mem_write(&i2c_dev_master,0x50,0x20,1,pdata,1,50);
3.2.9、hal_i2c_mem_read
从指定的设备内存读数据
函数原型
int32_t hal_i2c_mem_read(i2c_dev_t *i2c, uint16_t dev_addr, uint16_t mem_addr, uint16_t mem_addr_size, uint8_t *data, uint16_t size, uint32_t timeout)
参数
| i2c_dev_t *i2c | 入参 | I2C设备描述 | 使用hal_i2c_init传入参数 |
| uint16_t dev_addr | 入参 | 目标设备地址 | 0x50 |
| uint16_t mem_addr | 入参 | 内部内存地址 | 0x20 |
| uint16_t mem_addr_size | 入参 | 内部内存地址大小 | 1 |
| uint8_t *data | 入参 | 指向接收缓冲区的数据指针 | char pdata[10] |
| uint16_t size | 入参 | 要接收的数据字节数 | 1 |
| uint32_t timeout | 入参 | 超时时间（单位ms），如果希望一直等待设置为HAL_WAIT_FOREVER | 50 |
返回值
返回成功或失败, 返回0表示成功接收size个数据，非0表示失败
调用示例
char pdata[10] = {0};ret = hal_i2c_mem_read(&i2c_dev_master,0x50,0x20,1,pdata,1,50);
3.2.10、hal_i2c_finalize
关闭指定I2C端口
函数原型
int32_t hal_i2c_finalize(i2c_dev_t *i2c)
参数
| i2c_dev_t *i2c | 入参 | I2C设备描述 | 使用hal_i2c_init传入参数 |
返回值
类型：int 返回成功或失败, 返回0表示I2C关闭成功，非0表示失败。
调用示例
ret = hal_i2c_finalize(&i2c_dev_master);
4、示例介绍
HaaS EDU K1上自带了多个传感器，均为I2C方式访问，这里我们选取温湿度SI7006的测试代码用来介绍I2C是如何运作的。
4.1、硬件实现
本章用到的硬件电路在开发板上默认是已经连接好了的，默认的I2C地址为0x40。原理图如下：
EDU K1上 SI7006部分原理图
4.2、软件设计
驱动代码位于platform/board/haaseduk1/drivers/i2c.c
I2C部分测试代码位于 application/example/edu_demo/mfg_test/sensors_test.c
获取ID
si7006_getID(id_buf);if (id_buf[4] == Si7006_TAG){ LOGI("si7006_test", "READ Si7006 Chip OK");} uint8_t si7006_getVer(void){ uint8_t reg[2] = {Si7006_READ_Firmware_Revision_0,Si7006_READ_Firmware_Revision_1}; uint8_t version = 0; hal_i2c_master_send(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, reg, 2, 1000); aos_msleep(30); hal_i2c_master_recv(&i2c_dev, i2c_dev.config.dev_addr, &version, 1, 1000); //LOGI("APP", "ver:0x%2x \n",version); return version;} 获取版本号
uint8_t ver = si7006_getVer();LOGI("si7006_test", "si7006_version %x\n", ver);if(ver != 0x20){ goto _failed;} 获取温湿度值
si7006_getTempHumidity(&Humidity, &Temp);LOGI("si7006_test", "Temp :%f Humidity : %f\n", Temp, Humidity);if((Humidity > 300.0 || Humidity < -100.0) || (Temp > 200.0 || Temp < -50.0)){ goto _failed;} 4.3、编译与下载
4.3.1、代码准备
打开edu_demo的产测开关
application/example/edu_demo/Config.in
在该文件中修改编译选项，将default n改为y，从而打开EDK_DEMO_FACTORY_TEST_ENABLIE开关。
config EDK_DEMO_FACTORY_TEST_ENABLIE bool "enable factory test function" default y
加入Demo到启动代码
application/example/edu_demo/app_entry.c
函数application_start中注释掉menu_init(); 添加sensors_test(0);，0代表SI7006的测试。
//menu_init(); sensors_test(0);
4.3.2、编译
使用命令行方式进行编译
aos make distcleanaos make edu_demo@haaseduk1 -c configaos make
4.3.3、烧录
命令行方式
aos upload
图形界面方式
详见 第4.3.3章节-使用GUI工具烧录部分。
4.4、运行结果
************************************************************************************** SI7006 Test ***************************** How to test: ***************************************************************************************************************************************************************************** ===SI7006 test start=======Result : SI7006 test PASS !!! ===
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