当前位置:首页 > 电源 > 数字电源
[导读]提出了在TMS320C6000系列DSP上应用McBSP实现I2C总线接口协议的方法。

  作者Email: dick_ligg@sohu.com

    摘 要:提出了在TMS320C6000系列DSP上应用McBSP实现I2C总线接口协议的方法,使DSP可以接入其他需要I2C总线配置的智能器件,系统结构简单,硬件设计容易,资源消耗小。

    关键字:I2C总线  GPIO  McBSP  DSP

    1 引 言

    TI公司的TMS320C6000[1,2]系列是高性能的DSP,可广泛的用于XDSL、无线基站、数字图像处理等方面。在进行数字图像处理时,通常需要视频解码器诸如SAA7111A之类的模拟视频前端,而大多数的视频解码器进行初始化通常是通过两线的I2C总线接口,但是现在的DSP和MCU大部分都没有I2C总线接口,在这种情况下我们可以应用两个通用的IO线,通过软件的方法来模拟I2C总线的协议,继而完成I2C总线的接口。在TMS320C6000中通常都有两个或两个以上的多通道缓冲串行接口McBSP,McBSP不仅可以配制成串行接口还可以独立的配制成通用的输入(GPI)、输出(GPO)和输入输出端口(GPIO)。

    I2C[3]串行总线是用双向数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)两根信号线,在连接到该总线的器件之间传送信息。总线上的每个器件均可设置一个唯一地址,然后根据所设的功能进行信息的发送或接收。除了作为发送器和接收器以外,在执行数据传输时,总线的器件还可以设定为主控器和受控器。通常由主控器启动总线上的数据传输,并产生数据传输所需的时钟信号。而被其寻址的其它器件均为受控器,这意味着总线上可连接多个有控制总线的器件。

    I2C总线上的数据传输率为100kbit/s,快速方式下可达400kbit/s。连接到总线上的器件数仅受400pF的总线电容的限制。同时,为了避免总线信号的混乱,要求连接到总线上的各器件输出端必须是集电极开路或漏极开路,以便产生“线与”功能。I2C总线上的SDA和SCL线都是双向传输线,它们可通过一个电阻连接到正电源端,当总线处于空闲状态时,两条线均为高电平。

    2 硬件设计

    I2C总线的硬件设计非常方便,只需要将SDA 和SCL连接即可,在I2C总线上只允许有一个主控器,其余的都是受控器。当节点的个数大于了400pF的限制时,可以通过总线驱动器如82B715来进行总线扩展。连接见图1

    3 软件设计

    3.1 McBSP的配置

    I2C总线应用McBSP的两个管脚,首先禁用McBSP功能以便将McBSP的管脚配制成GPI、GPO、GPIO。本文应用McBSP0的CLKX0作为I2C总线的SCL,FSX0作为I2C总线的SDA,McBSP的DX,DR,通常不能配置成I2C的SDA,因为SDA是双向的,而DX,DR只能配制成单一的输入或输出。

    配置代码如下:

McBSP0_SPCR=0x00000000;//McBSP0 发送和接收复位
McBSP0_PCR=0x00003F00;// McBSP0的所有的管脚都配置为GPIO,CLKX0和FSX0为输出
对于主机来说SCL总是输出,所以它的方向是保持不变的,SCL应该输出0,1作为接口的时钟,为了实现此功能我们定义一个宏(MACROS):SET_SCLHI( ) SET_SCLLO( )
#define Set_SCLHi( ) McBSP0_SPSA = PCR; McBSP0_SPSA |= 0x00000002
#define Set_SCLLo( ) McBSP0_SPSA = PCR; McBSP0_SPSA &= 0Xfffffffd
I2C总线的数据线SDA当写的时候是输入,读的时候是输出。为了改变SDA的方向可以定义Set_SDADirOut( ) Set_SDADirIn( )
#define Set_SDADirOut( ) McBSP0_SPSA = PCR; McBSP0_SPSA | = 0x00000800
#define Set_SDADirIn( ) McBSP0_SPSA = PCR; McBSP0_SPSA &= 0xFFFFF7FF
SDA应该依照数据位的0,1来变化,为了输出1,0定义Set_SDAHi( ) Set_SDALo( )
#define Set_SDAHi( ) McBSP0_SPSA = PCR; McBSP0_SPSA |= 0x00000008
#define Set_SDALo( ) McBSP0_SPSA = PCR; McBSP0_SPSA &= 0xFFFFFFF7
定义好之后可以模拟I2C总线的协议进行传送,例如在SAA7111A上的I2C总线接口是用来对SAA7111A进行初始化用的,SCL的频率可以从0到400KHZ,为了控制SCL的频率可以应用DSP的TIMER0来控制。
当CPU为100MHZ时:
TCR = 0x00000010; // 停止 TIMER0 and TDDR=0
PRD = 6249; // TIMER0 rate = CPU-Frequency/(PDR+1) = 100MHz/6250 = 16kHz
...
TCR &= 0xFFFFFFEF; // 开始 TIMER0

    3.2 I2C总线协议编程

    3.2.1  I2C总线协议读写数据流的编程

    为了进行I2C总线的通讯,我们选用每位数据流4帧(FRAMES),以便延迟和噪声干扰最小,4帧每位的数据流保证了SDA不会变化在SCL的边沿处,仅仅允许数据变化在FRAME0,读仅在FRAME2。如图2所示

I2C总线的写程序如下

void I2CWrite(unsigned int WriteBit)
{Set_SDADirOut( ); // 设置SDA为输出
switch(FrameCount)
{
case(0): // 起始帧
Set_SCLLo( ); // SCL 为 0
if (WriteBit == 0) // SDA = WriteBit
Set_SDALo( );
else
Set_SDAHi( );
break;
case(3): // 第4帧
Set_SCLLo( ); //
break;
default: // 在第2,3帧
Set_SCLHi( ); // SCL 为 1
}
FrameCount += 1; // 帧计数
if (FrameCount > 3)
{
FrameCount = 0;
BitIndex = (BitIndex >> 1); } // 准备下一个发送位
}
I2C总线的读程序与写程序很类似,只需要改变SDA为输入即可。

    3.2.2 I2C总线的开始位和停止位的编程

    I2C总线的开始位和停止位有3帧产生,在I2C总线传输过程中,仅当总线空闲(SCL线和SDA线均为高电平)时,数据传送才能开始,此时总线上的任何器件均可以控制总线。其中当SCL线为高电平且SDA线由高变低时为开始条件;而当SCL线为高电平且SDA线由低变高时为结束条件。如图3所示


开始位:
void I2CSTA ( )
{ // I2C 开始位
Set_SDADirOut ( );//定义SDA为输出
switch ( FrameCount )
{
case (1): // 第2帧
Set_SCLHi ( );
Set_SDALo( );
break;
case (2): // 第三帧
Set_SCLLo ( );
Set_SDALo( );
break;
default: // 第一帧
Set_SCLHi ( );
Set_SDAHi ( );
}
FrameCount += 1; // 帧计数
if ( FrameCount > 2 )
{
FrameCount = 0;
BitIndex = 0x0080; } // 定义的低8位
}
停止位的编程方法只需要按照上面所说的将SCL线为高电平且SDA线由低变高即可。
3.2.3 I2C总线的数据格式

起始位 受控器件地址 读写控制位0/1 应答位 数据 应答位 … 停止位

    I2C总线数据传输格式[3]如图4。其中第一部分为数据传输起始信号,即由此开始进行数据传送;第二部分为受控器地址,用来选择向哪个受控器传送数据;第三部分为读/写控制位,用于指示受控器的工作方式,0表示写,1表示读;第四部分是被主控器选中的受控器向主控器回传的确认信号;第五部分是所传送的数据,每传送一个字节数据,都要求有一个应答位;第六部分是数据传输的结束信号。每个具有I2C总线接口的受控器件都有唯一固定的地址,当主控器发送数据时,I2C总线上挂接的受控器件都会将主控器发出的、位于起始信号后的8位地址信息与自己的地址进行比较,如果两者相同,则认为该受控器件被选中,然后按照读/写位规定的工作方式接收或发送数据。可以应用上面的程序来按照I2C总线的数据格式进行数据传送。

    4 结论

    应用DSP的McBSP来设计I2C总线接口,硬件接口简单,调试方便,并且可以节省硬件的花费,此方法已经应用在基于DSP的图像匹配机中,方法可行,并运行可靠。

本站声明: 本文章由作者或相关机构授权发布,目的在于传递更多信息,并不代表本站赞同其观点,本站亦不保证或承诺内容真实性等。需要转载请联系该专栏作者,如若文章内容侵犯您的权益,请及时联系本站删除。
换一批
延伸阅读

SanerNow Risk Prioritization依托CISA的SSVC框架,以SecPod著名的漏洞情报为基础而创建,可有效地对漏洞、错误配置和其他安全风险进行优先级排序,并改善网络安全态势。 加利福尼亚州雷德...

关键字: 安全漏洞 SE RIO BSP

(全球TMT2023年9月12日讯)Microland Limited与Serco AsPac宣布建立战略合作伙伴关系,以推动数字化转型,利用云提高业务敏捷性和韧性。Serco AsPac是全球最大的公共服务提供商之一...

关键字: LAN MICRO SE RC

此次合作将专注于提供卓越的数字公共服务、促进业务增长、打造增强的数字体验并加速云采用。 印度班加罗尔2023年9月12日 /美通社/ -- 今日,Microland Lim...

关键字: LAN MICRO 数字化 SE

(全球TMT2023年9月7日讯)思享无限控股有限公司宣布,将以300万美元投资DVCC TECHNOLOGY L.L.C(DVCC),以获取其30%股权。这一重要举措标志着思享无限从移动娱乐向元宇宙生活方式的转变,也...

关键字: DVCC SE RS AI

北京2023年9月6日 /美通社/ -- 思享无限控股有限公司(以下简称:思享无限,纳斯达克股票代码:SJ)对外宣布,将以300万美元投资DVCC TECHNOLOGY L.L.C(以下简称DVCC),以获取其30%股权...

关键字: DVCC TECHNOLOGY SE RS

(全球TMT2023年9月4日讯)当地时间9月1日,荣耀终端有限公司CEO赵明在2023德国柏林消费电子展(Internationale Funkausstellung Berlin,IFA)开幕日发表题为《展开未来(...

关键字: 荣耀 折叠屏手机 SE RS

柏林2023年9月4日 /美通社/ -- 当地时间9月1日,荣耀终端有限公司CEO赵明在2023德国柏林消费电子展(Internationale Funkausstellung Berlin,以下简称IFA)开幕日发表题...

关键字: 荣耀 折叠屏 SE RS

国际酒店运营商升级其在线支付功能 上海2023年8月28日 /美通社/ -- 加拿大金融科技公司Nuvei Corporation(以下简称“Nuvei”或“公司”)(纳斯达克代码:NVEI)(多伦多证券交易所代码:N...

关键字: 代码 IP SE 纳斯达克

韩国济州2023年8月25日 /美通社/ -- 2023年7月25日,TÜV南德意志集团(以下简称"TÜV南德")与HSEwind关于...

关键字: WIND 风力发电机组 SE 海上风电

厦门2023年8月22日 /美通社/ -- 8月22日,全球传感分选领域的引领者——陶朗在厦门举办了其中国区新总部大楼的开业典礼。陶朗中国新总部大楼的正式启用,是其中国区业务不断发展壮大的象征,也体现了陶朗对中国市场长期...

关键字: SE RS 华大 测试
关闭
关闭