【正点原子Linux连载】第二十六章I2C实验--摘自【正点原子】I.MX6U嵌入式Linux驱动开发指南V1.0

正点原子运营 · 发表于 2019-12-18 12:32:47

本帖最后由正点原子01 于 2019-12-18 12:01 编辑

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第二十六章I2C实验

I2C是最常用的通信接口，众多的传感器都会提供I2C接口来和主控相连，比如陀螺仪、加速度计、触摸屏等等。所以I2C是做嵌入式开发必须掌握的，I.MX6U有4个I2C接口，可以通过这4个I2C接口来连接一些I2C外设。I.MX6U-ALPHA使用I2C1接口连接了一个距离传感器AP3216C，本章我们就来学习如何使用I.MX6U的I2C接口来驱动AP3216C，读取AP3216C的传感器数据。

26.1 I2C & AP3216C简介26.1.1 I2C简介

I2C是很常见的一种总线协议，I2C是NXP公司设计的，I2C使用两条线在主控制器和从机之间进行数据通信。一条是SCL(串行时钟线)，另外一条是SDA(串行数据线)，这两条数据线需要接上拉电阻，总线空闲的时候SCL和SDA处于高电平。I2C总线标准模式下速度可以达到100Kb/S，快速模式下可以达到400Kb/S。I2C总线工作是按照一定的协议来运行的，接下来就看一下I2C协议。

I2C是支持多从机的，也就是一个I2C控制器下可以挂多个I2C从设备，这些不同的I2C从设备有不同的器件地址，这样I2C主控制器就可以通过I2C设备的器件地址访问指定的I2C设备了，一个I2C总线连接多个I2C设备如图26.1.1.1所示：

图26.1.1.1 I2C多个设备连接结构图

图26.1.1.1中SDA和SCL这两根线必须要接一个上拉电阻，一般是4.7K。其余的I2C从器件都挂接到SDA和SCL这两根线上，这样就可以通过SDA和SCL这两根线来访问多个I2C设备。

接下来看一下I2C协议有关的术语：

1、起始位

顾名思义，也就是I2C通信起始标志，通过这个起始位就可以告诉I2C从机，“我”要开始进行I2C通信了。在SCL为高电平的时候，SDA出现下降沿就表示为起始位，如图26.1.1.2所示：

图26.1.1.2 I2C通信起始位

2、停止位

停止位就是停止I2C通信的标志位，和起始位的功能相反。在SCL位高电平的时候，SDA出现上升沿就表示为停止位，如图26.1.1.3所示：

图26.1.1.3 I2C通信停止位

3、数据传输

I2C总线在数据传输的时候要保证在SCL高电平期间，SDA上的数据稳定，因此SDA上的数据变化只能在SCL低电平期间发生，如图26.1.1.4所示：

图26.1.1.4 I2C数据传输

4、应答信号

当I2C主机发送完8位数据以后会将SDA设置为输入状态，等待I2C从机应答，也就是等到I2C从机告诉主机它接收到数据了。应答信号是由从机发出的，主机需要提供应答信号所需的时钟，主机发送完8位数据以后紧跟着的一个时钟信号就是给应答信号使用的。从机通过将SDA拉低来表示发出应答信号，表示通信成功，否则表示通信失败。

5、I2C写时序

主机通过I2C总线与从机之间进行通信不外乎两个操作：写和读，I2C总线单字节写时序如图26.1.1.5所示：

图26.1.1.5 I2C写时序

图26.1.1.5就是I2C写时序，我们来看一下写时序的具体步骤：

1)、开始信号。

2)、发送I2C设备地址，每个I2C器件都有一个设备地址，通过发送具体的设备地址来决定访问哪个I2C器件。这是一个8位的数据，其中高7位是设备地址，最后1位是读写位，为1的话表示这是一个读操作，为0的话表示这是一个写操作。

3)、I2C器件地址后面跟着一个读写位，为0表示写操作，为1表示读操作。

4)、从机发送的ACK应答信号。

5)、重新发送开始信号。

6)、发送要写写入数据的寄存器地址。

7)、从机发送的ACK应答信号。

8)、发送要写入寄存器的数据。

9)、从机发送的ACK应答信号。

10)、停止信号。

6、I2C读时序

I2C总线单字节读时序如图26.1.1.6所示：

图26.1.1.6 I2C单字节读时序

I2C单字节读时序比写时序要复杂一点，读时序分为4大步，第一步是发送设备地址，第二步是发送要读取的寄存器地址，第三步重新发送设备地址，最后一步就是I2C从器件输出要读取的寄存器值，我们具体来看一下这步。

1)、主机发送起始信号。

2)、主机发送要读取的I2C从设备地址。

3)、读写控制位，因为是向I2C从设备发送数据，因此是写信号。

4)、从机发送的ACK应答信号。

5)、重新发送START信号。

6)、主机发送要读取的寄存器地址。

7)、从机发送的ACK应答信号。

8)、重新发送START信号。

9)、重新发送要读取的I2C从设备地址。

10)、读写控制位，这里是读信号，表示接下来是从I2C从设备里面读取数据。

11)、从机发送的ACK应答信号。

12)、从I2C器件里面读取到的数据。

13)、主机发出NO ACK信号，表示读取完成，不需要从机再发送ACK信号了。

14)、主机发出STOP信号，停止I2C通信。

7、I2C多字节读写时序

又时候我们需要读写多个字节，多字节读写时序和单字节的基本一致，只是在读写数据的时候可以连续发送多个自己的数据，其他的控制时序都是和单字节一样的。

26.1.2 I.MX6U I2C简介

I.MX6U提供了4个I2C外设，通过这四个I2C外设即可完成与I2C从器件进行通信，I.MX6U的I2C外设特性如下：

①、与标准I2C总线兼容。

②、多主机运行

③、软件可编程的64中不同的串行时钟序列。

④、软件可选择的应答位。

⑤、开始/结束信号生成和检测。

⑥、重复开始信号生成。

⑦、确认位生成。

⑧、总线忙检测

I.MX6U的I2C支持两种模式：标准模式和快速模式，标准模式下I2C数据传输速率最高是100Kbits/s，在快速模式下数据传输速率最高为400Kbits/s。

我们接下来看一下I2C的几个重要的寄存器，首先看一下I2Cx_IADR(x=1~4)寄存器，这是I2C的地址寄存器，此寄存器结构如图26.1.2.1所示：

图26.1.2.1寄存器I2Cx_IADR结构

寄存器I2Cx_IADR只有ADR(bit7:1)位有效，用来保存I2C从设备地址数据。当我们要访问某个I2C从设备的时候就需要将其设备地址写入到ADR里面。接下来看一下寄存器I2Cx_IFDR，这个是I2C的分频寄存器，寄存器结构如图26.1.2.2所示：

图26.1.2.2寄存器I2Cx_IFDR结构

寄存器I2Cx_IFDR也只有IC(bit5:0)这个位，用来设置I2C的波特率，I2C的时钟源可以选择IPG_CLK_ROOT=66MHz，通过设置IC位既可以得到想要的I2C波特率。IC位可选的设置如图26.1.2.3所示：

图26.1.2.3 IC设置

不像其他外设的分频设置一样可以随意设置，图26.1.2.3中列出了IC的所有可选值。比如现在I2C的时钟源为66MHz，我们要设置I2C的波特率为100KHz，那么IC就可以设置为0X15，也就是640分频。66000000/640=103.125KHz≈100KHz。

接下来看一下寄存器I2Cx_I2CR，这个是I2C控制寄存器，此寄存器结构如图26.1.2.4所示：

图26.1.2.4寄存器I2Cx_I2CR结构

寄存器I2Cx_I2CR的各位含义如下：

IEN(bit7)：I2C使能位，为1的时候使能I2C，为0的时候关闭I2C。

IIEN(bit6)：I2C中断使能位，为1的时候使能I2C中断，为0的时候关闭I2C中断。

MSTA(bit5)：主从模式选择位，设置IIC工作在主模式还是从模式，为1的时候工作在主模式，为0的时候工作在从模式。

MTX(bit4)：传输方向选择位，用来设置是进行发送还是接收，为0的时候是接收，为1的时候是发送。

TXAK(bit3)：传输应答位使能，为0的话发送ACK信号，为1的话发送NO ACK信号。

RSTA(bit2)：重复开始信号，为1的话产生一个重新开始信号。

接下来看一下寄存器I2Cx_I2SR，这个是I2C的状态寄存器，寄存器结构如图26.1.2.5所示：

图26.1.2.5寄存器I2Cx_I2SR结构

寄存器I2Cx_I2SR的各位含义如下：

ICF(bit7)：数据传输状态位，为0的时候表示数据正在传输，为1的时候表示数据传输完成。

IAAS(bit6)：当为1的时候表示I2C地址，也就是I2Cx_IADR寄存器中的地址是从设备地址。

IBB(bit5)：I2C总线忙标志位，当为0的时候表示I2C总线空闲，为1的时候表示I2C总线忙。

IAL(bit4)：仲裁丢失位，为1的时候表示发生仲裁丢失。

SRW(bit3)：从机读写状态位，当I2C作为从机的时候使用，此位用来表明主机发送给从机的是读还是写命令。为0的时候表示主机要向从机写数据，为1的时候表示主机要从从机读取数据。

IIF(bit1)：I2C中断挂起标志位，当为1的时候表示有中断挂起，此位需要软件清零。

RXAK(bit0)：应答信号标志位，为0的时候表示接收到ACK应答信号，为1的话表示检测到NO ACK信号。

最后一个寄存器就是I2Cx_I2DR，这是I2C的数据寄存器，此寄存器只有低8位有效，当要发送数据的时候将要发送的数据写入到此寄存器，如果要接收数据的话直接读取此寄存器即可得到接收到的数据。

关于I2C的寄存器就介绍到这里，关于这些寄存器详细的描述，请参考《I.MX6ULL参考手册》第1462页的31.7小节。

26.1.3 AP3216C简介

I.MX6U-ALPHA开发板上通过I2C1连接了一个三合一环境传感器：AP3216C，AP3216C是由敦南可以推出的一款传感器，其支持环境光强度(ALS)、接近距离(PS)和红外线强度(IR)这三个环境参数检测。该芯片可以通过IIC接口与主控制相连，并且支持中断，AP3216C的特点如下：

①、I2C接口，快速模式下波特率可以到400Kbit/S

②、多种工作模式选择：ALS、PS+IR、ALS+PS+IR、PD等等。

③、内建温度补偿电路。

④、宽工作温度范围(-30°C~+80°C)。

⑤、超小封装，4.1mm x 2.4mm x 1.35mm

⑥、环境光传感器具有16为分辨率。

⑦、接近传感器和红外传感器具有10为分辨率。

AP3216C常被用于手机、平板、导航设备等，其内置的接近传感器可以用于检测是否有物体接近，比如手机上用来检测耳朵是否接触听筒，如果检测到的话就表示正在打电话，手机就会关闭手机屏幕以省电。也可以使用环境光传感器检测光照强度，可以实现自动背光亮度调节。

AP3216C结构如图26.1.3.1所示：

图26.1.3.1AP3216C结构图

AP3216的设备地址为0X1E，同几乎所有的I2C从器件一样，AP3216C内部也有一些寄存器，通过这些寄存器我们可以配置AP3216C的工作模式，并且读取相应的数据。AP3216C我们用的寄存器如表26.1.3.1所示：

表26.1.3.1本章使用的AP3216C寄存器表

在表26.1.3.1中，0X00这个寄存器是模式控制寄存器，用来设置AP3216C的工作模式，一般开始先将其设置为0X04，也就是先软件复位一次AP3216C。接下来根据实际使用情况选择合适的工作模式，比如设置为0X03，也就是开启ALS+PS+IR。从0X0A~0X0F这6个寄存器就是数据寄存器，保存着ALS、PS和IR这三个传感器获取到的数据值。如果同时打开ALS、PS和IR的读取间隔最少要112.5ms，因为AP3216C完成一次转换需要112.5ms。关于AP3216C的介绍就到这里，如果要想详细的研究此芯片的话，请大家自行查阅其数据手册。

本章实验中我们通过I.MX6U的I2C1来读取AP3216C内部的ALS、PS和IR这三个传感器的值，并且在LCD上显示。开机会先检测AP3216C是否存在，一般的芯片是有个ID寄存器，通过读取ID寄存器判断ID是否正确就可以检测芯片是否存在。但是AP3216C没有ID寄存器，所以我们就通过向寄存器0X00写入一个值，然后再读取0X00寄存器，判断读出得到值和写入的是否相等，如果相等就表示AP3216C存在，否则的话AP3216C就不存在。本章的配置步骤如下：

1、初始化相应的IO

初始化I2C1相应的IO，设置其复用功能，如果要使用AP3216C中断功能的话，还需要设置AP3216C的中断IO。

2、初始化I2C1

初始化I2C1接口，设置波特率。

3、初始化AP3216C

初始化AP3216C，读取AP3216C的数据。

26.2硬件原理分析

本试验用到的资源如下：

、指示灯LED0。

、 RGB LCD屏幕。

③、AP3216C

④、串口

AP3216C是在I.MX6U-ALPHA开发板底板上，原理图如图26.2.1所示：

图26.2.1 AP3216C原理图

从图26.2.1可以看出AP3216C使用的是I2C1，其中I2C1_SCL使用的UART4_RXD这个IO、I2C1_SDA使用的是UART4_TXD这个IO。

26.3实验程序编写

本实验对应的例程路径为：开发板光盘-> 1、裸机例程->17_i2c。

本章实验在上一章例程的基础上完成，更改工程名字为“ap3216c”，然后在bsp文件夹下创建名为“i2c”和“ap3216c”的文件。在bsp/i2c中新建bsp_i2c.c和bsp_i2c.h这两个文件，在bsp/ap3216c中新建bsp_ap3216c.c和bsp_ap3216c.h这两个文件。bsp_i2c.c和bsp_i2c.h是I.MX6U的I2C文件，bsp_ap3216c.c和bsp_ap3216c.h是AP3216C的驱动文件。在bsp_i2c.h中输入如下内容：

示例代码26.3.1 bsp_i2c.h文件代码

#ifndef _BSP_I2C_H
#define _BSP_I2C_H
/***************************************************************
文件名 : bsp_i2c.h
作者 : 左忠凯
版本 : V1.0
描述 : IIC驱动文件。
其他 : 无
论坛 :www.openedv.com
日志 : 初版V1.02019/1/15 左忠凯创建
***************************************************************/
#include "imx6ul.h"
/* 相关宏定义 */
#defineI2C_STATUS_OK (0)
#defineI2C_STATUS_BUSY (1)
#defineI2C_STATUS_IDLE (2)
#defineI2C_STATUS_NAK (3)
#defineI2C_STATUS_ARBITRATIONLOST (4)
#defineI2C_STATUS_TIMEOUT (5)
#defineI2C_STATUS_ADDRNAK (6)
/*
* I2C方向枚举类型
*/
enum i2c_direction
{
kI2C_Write =0x0, /* 主机向从机写数据 */
kI2C_Read =0x1, /* 主机从从机读数据 */
};
/*
* 主机传输结构体
*/
struct i2c_transfer
{
unsignedchar slaveAddress; /* 7位从机地址 */
enum i2c_direction direction; /* 传输方向 */
unsignedint subaddress; /* 寄存器地址 */
unsignedchar subaddressSize; /* 寄存器地址长度 */
unsignedchar*volatile data; /* 数据缓冲区 */
volatileunsignedint dataSize; /* 数据缓冲区长度 */
};
/*
*函数声明
*/
void i2c_init(I2C_Type *base);
unsignedchar i2c_master_start(I2C_Type *base,
unsignedchar address,
enum i2c_direction direction);
unsignedchar i2c_master_repeated_start(I2C_Type *base,
unsignedchar address,
enum i2c_direction direction);
unsignedchar i2c_check_and_clear_error(I2C_Type *base,
unsignedint status);
unsignedchar i2c_master_stop(I2C_Type *base);
void i2c_master_write(I2C_Type *base,constunsignedchar*buf,
unsignedint size);
void i2c_master_read(I2C_Type *base,unsignedchar*buf,
unsignedint size);
unsignedchar i2c_master_transfer(I2C_Type *base,
struct i2c_transfer *xfer);
#endif

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第16到22行定义了一些I2C状态相关的宏。第27到31行定义了一个枚举类型i2c_direction，此枚举类型用来表示I2C主机对从机的操作，也就是读数据还是写数据。第36到44行定义了一个结构体i2c_transfer，此结构体用于I2C的数据传输。剩下的就是一些函数声明了，总体来说bsp_i2c.h文件里面的内容还是很简单的。接下来在文件bsp_i2c.c里面输入如下内容：

示例代码26.3.2 bsp_i2c.c文件代码

/***************************************************************
文件名 : bsp_i2c.c
作者 : 左忠凯
版本 : V1.0
描述 : IIC驱动文件。
其他 : 无
论坛 : www.openedv.com
日志 : 初版V1.0 2019/1/15 左忠凯创建
***************************************************************/
#include "bsp_i2c.h"
#include "bsp_delay.h"
#include "stdio.h"
/*
* @description : 初始化I2C，波特率100KHZ
* @param – base : 要初始化的IIC设置
* @return :无
*/
void i2c_init(I2C_Type *base)
{
/* 1、配置I2C */
base->I2CR &=~(1<<7);/* 要访问I2C的寄存器，首先需要先关闭I2C */
/* 设置波特率为100K
* I2C的时钟源来源于IPG_CLK_ROOT=66Mhz
* IFDR设置为0X15，也就是640分频，
* 66000000/640=103.125KHz≈100KHz。
*/
base->IFDR =0X15<<0;
/* 设置寄存器I2CR，开启I2C */
base->I2CR |=(1<<7);
}
/*
* @description :发送重新开始信号
* @param - base :要使用的IIC
* @param - addrss : 设备地址
* @param - direction : 方向
* @return :0 正常其他值出错
*/
unsignedchar i2c_master_repeated_start(I2C_Type *base,
unsignedchar address,
enum i2c_direction direction)
{
/* I2C忙并且工作在从模式,跳出 */
if(base->I2SR &(1<<5)&&(((base->I2CR)&(1<<5))==0))
return1;
/*
* 设置寄存器I2CR
* bit[4]: 1 发送
* bit[2]: 1 产生重新开始信号
*/
base->I2CR |=(1<<4)|(1<<2);
/*
* 设置寄存器I2DR，bit[7:0] : 要发送的数据，这里写入从设备地址
*/
base->I2DR =((unsignedint)address <<1)|
((direction == kI2C_Read)?1:0);
return0;
}
/*
* @description :发送开始信号
* @param - base :要使用的IIC
* @param - addrss : 设备地址
* @param - direction : 方向
* @return :0 正常其他值出错
*/
unsignedchar i2c_master_start(I2C_Type *base,
unsignedchar address,
enum i2c_direction direction)
{
if(base->I2SR &(1<<5))/* I2C忙 */
return1;
/*
* 设置寄存器I2CR
* bit[5]: 1 主模式
* bit[4]: 1 发送
*/
base->I2CR |=(1<<5)|(1<<4);
/*
* 设置寄存器I2DR，bit[7:0] : 要发送的数据，这里写入从设备地址
*/
base->I2DR =((unsignedint)address <<1)|
((direction == kI2C_Read)?1:0);
return0;
}
/*
* @description : 检查并清除错误
* @param - base : 要使用的IIC
* @param - status : 状态
* @return :状态结果
*/
unsignedchar i2c_check_and_clear_error(I2C_Type *base,
unsignedint status)
{
if(status &(1<<4)) /* 检查是否发生仲裁丢失错误 */
{
base->I2SR &=~(1<<4); /* 清除仲裁丢失错误位 */
base->I2CR &=~(1<<7); /* 先关闭I2C */
base->I2CR |=(1<<7); /* 重新打开I2C */
return I2C_STATUS_ARBITRATIONLOST;
}
elseif(status &(1<<0)) /* 没有接收到从机的应答信号 */
{
return I2C_STATUS_NAK; /* 返回NAK(No acknowledge) */
}
return I2C_STATUS_OK;
}
/*
* @description : 停止信号
* @param - base : 要使用的IIC
* @param :无
* @return :状态结果
*/
unsignedchar i2c_master_stop(I2C_Type *base)
{
unsignedshort timeout =0XFFFF;
/* 清除I2CR的bit[5:3]这三位 */
base->I2CR &=~((1<<5)|(1<<4)|(1<<3));
while((base->I2SR &(1<<5))) /* 等待忙结束 */
{
timeout--;
if(timeout ==0) /* 超时跳出 */
return I2C_STATUS_TIMEOUT;
}
return I2C_STATUS_OK;
}
/*
* @description : 发送数据
* @param - base : 要使用的IIC
* @param - buf : 要发送的数据
* @param - size : 要发送的数据大小
* @param - flags : 标志
* @return :无
*/
void i2c_master_write(I2C_Type *base,constunsignedchar*buf,
unsignedint size)
{
while(!(base->I2SR &(1<<7))); /* 等待传输完成 */
base->I2SR &=~(1<<1); /* 清除标志位 */
base->I2CR |=1<<4; /* 发送数据 */
while(size--)
{
base->I2DR =*buf++;/* 将buf中的数据写入到I2DR寄存器 */
while(!(base->I2SR &(1<<1))); /* 等待传输完成 */
base->I2SR &=~(1<<1); /* 清除标志位 */
/* 检查ACK */
if(i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR))
break;
}
base->I2SR &=~(1<<1);
i2c_master_stop(base); /* 发送停止信号 */
}
/*
* @description : 读取数据
* @param - base : 要使用的IIC
* @param - buf : 读取到数据
* @param - size : 要读取的数据大小
* @return : 无
*/
void i2c_master_read(I2C_Type *base,unsignedchar*buf,
unsignedint size)
{
volatileuint8_t dummy =0;
dummy++; /* 防止编译报错 */
while(!(base->I2SR &(1<<7))); /* 等待传输完成 */
base->I2SR &=~(1<<1); /* 清除中断挂起位 */
base->I2CR &=~((1<<4)|(1<<3));/* 接收数据 */
if(size ==1) /* 如果只接收一个字节数据的话发送NACK信号 */
base->I2CR |=(1<<3);
dummy = base->I2DR; /* 假读 */
while(size--)
{
while(!(base->I2SR &(1<<1))); /* 等待传输完成 */
base->I2SR &=~(1<<1); /* 清除标志位 */
if(size ==0)
i2c_master_stop(base); /* 发送停止信号 */
if(size ==1)
base->I2CR |=(1<<3);
*buf++= base->I2DR;
}
}
/*
* @description : I2C数据传输，包括读和写
* @param – base : 要使用的IIC
* @param – xfer : 传输结构体
* @return : 传输结果,0 成功，其他值失败;
*/
unsignedchar i2c_master_transfer(I2C_Type *base,
struct i2c_transfer *xfer)
{
unsignedchar ret =0;
enum i2c_direction direction = xfer->direction;
base->I2SR &=~((1<<1)|(1<<4)); /* 清除标志位 */
while(!((base->I2SR >>7)&0X1)){}; /* 等待传输完成 */
/* 如果是读的话，要先发送寄存器地址，所以要先将方向改为写 */
if((xfer->subaddressSize >0)&&(xfer->direction ==
kI2C_Read))
direction = kI2C_Write;
ret = i2c_master_start(base, xfer->slaveAddress, direction);
if(ret)
return ret;
while(!(base->I2SR &(1<<1))){}; /* 等待传输完成 */
ret = i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR);
if(ret)
{
i2c_master_stop(base); /* 发送出错，发送停止信号 */
return ret;
}
/* 发送寄存器地址 */
if(xfer->subaddressSize)
{
do
{
base->I2SR &=~(1<<1); /* 清除标志位 */
xfer->subaddressSize--; /* 地址长度减一 */
base->I2DR =((xfer->subaddress)>>(8*
xfer->subaddressSize));
while(!(base->I2SR &(1<<1))); /* 等待传输完成 */
/* 检查是否有错误发生 */
ret = i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR);
if(ret)
{
i2c_master_stop(base); /* 发送停止信号 */
return ret;
}
}while((xfer->subaddressSize >0)&&(ret ==
I2C_STATUS_OK));
if(xfer->direction == kI2C_Read) /* 读取数据 */
{
base->I2SR &=~(1<<1); /* 清除中断挂起位 */
i2c_master_repeated_start(base, xfer->slaveAddress,
kI2C_Read);
while(!(base->I2SR &(1<<1))){}; /* 等待传输完成 */
/* 检查是否有错误发生 */
ret = i2c_check_and_clear_error(base, base->I2SR);
if(ret)
{
ret = I2C_STATUS_ADDRNAK;
i2c_master_stop(base); /* 发送停止信号 */
return ret;
}
}
}
/* 发送数据 */
if((xfer->direction == kI2C_Write)&&(xfer->dataSize >0))
i2c_master_write(base, xfer->data, xfer->dataSize);
/* 读取数据 */
if((xfer->direction == kI2C_Read)&&(xfer->dataSize >0))
i2c_master_read(base, xfer->data, xfer->dataSize);
return0;
}

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文件bsp_i2c.c中一共有8个函数，我们依次来看一下这些函数的功能，首先是函数i2c_init，此函数用来初始化I2C，重点是设置I2C的波特率，初始化完成以后开启I2C。第2个函数是i2c_master_repeated_start，此函数用来发送一个重复开始信号，发送开始信号的时候也会顺带发送从设备地址。第3个函数是i2c_master_start，此函数用于发送一个开始信号，发送开始信号的时候也顺带发送从设备地址。第4个函数是i2c_check_and_clear_error，此函数用于检查并清除错误。第5个函数是i2c_master_stop，用于产生一个停止信号。第6和第7个函数分别为i2c_master_write和i2c_master_read，这两个函数分别用于完成向I2C从设备写数据和从I2C从设备读数据。最后一个函数是i2c_master_transfer，此函数就是用户最终调用的，用于完成I2C通信的函数，此函数会使用前面的函数拼凑出I2C读/写时序。此函数就是按照26.1.1小节讲解的I2C读写时序来编写的。

I2C的操作函数已经准备好了，接下来就是使用前面编写I2C操作函数来配置AP3216C了，配置完成以后就可以读取AP3216C里面的传感器数据，在bsp_ap3216c.h输入如下所示内容：

示例代码26.3.3 bsp_ap3216c.h文件代码

#ifndef _BSP_AP3216C_H
#define _BSP_AP3216C_H
/***************************************************************
文件名 : bsp_ap3216c.h
作者 : 左忠凯
版本 : V1.0
描述 : AP3216C驱动头文件。
其他 : 无
论坛 :www.openedv.com
日志 : 初版V1.02019/3/26 左忠凯创建
***************************************************************/
#include "imx6ul.h"
#defineAP3216C_ADDR 0X1E/* AP3216C器件地址 */
/* AP3316C寄存器 */
#defineAP3216C_SYSTEMCONG 0x00/* 配置寄存器 */
#defineAP3216C_INTSTATUS 0X01/* 中断状态寄存器 */
#defineAP3216C_INTCLEAR 0X02/* 中断清除寄存器 */
#defineAP3216C_IRDATALOW 0x0A/* IR数据低字节 */
#defineAP3216C_IRDATAHIGH 0x0B/* IR数据高字节 */
#defineAP3216C_ALSDATALOW 0x0C/* ALS数据低字节 */
#defineAP3216C_ALSDATAHIGH 0X0D/* ALS数据高字节 */
#defineAP3216C_PSDATALOW 0X0E/* PS数据低字节 */
#defineAP3216C_PSDATAHIGH 0X0F/* PS数据高字节 */
/* 函数声明 */
unsignedchar ap3216c_init(void);
unsignedchar ap3216c_readonebyte(unsignedchar addr,
unsignedchar reg);
unsignedchar ap3216c_writeonebyte(unsignedchar addr,
unsignedchar reg,
unsignedchar data);
void ap3216c_readdata(unsignedshort*ir,unsignedshort*ps,
unsignedshort*als);
#endif

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第45到26行定义了一些宏，分别为AP3216C的设备地址和寄存器地址，剩下的就是函数声明。接下来在bsp_ap3216c.c中输入如下所示内容：

示例代码26.3.4 bsp_ap3216c.c文件代码

/***************************************************************
文件名 : bsp_ap3216c.c
作者 : 左忠凯
版本 : V1.0
描述 : AP3216C驱动文件。
其他 : 无
论坛 : www.openedv.com
日志 : 初版V1.0 2019/3/26 左忠凯创建
***************************************************************/
#include "bsp_ap3216c.h"
#include "bsp_i2c.h"
#include "bsp_delay.h"
#include "cc.h"
#include "stdio.h"
/*
* @description : 初始化AP3216C
* @param : 无
* @return :0 成功，其他值错误代码
*/
unsignedchar ap3216c_init(void)
{
unsignedchar data =0;
/* 1、IO初始化，配置I2C IO属性
* I2C1_SCL -> UART4_TXD
* I2C1_SDA -> UART4_RXD
*/
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART4_TX_DATA_I2C1_SCL,1);
IOMUXC_SetPinMux(IOMUXC_UART4_RX_DATA_I2C1_SDA,1);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART4_TX_DATA_I2C1_SCL,0x70B0);
IOMUXC_SetPinConfig(IOMUXC_UART4_RX_DATA_I2C1_SDA,0X70B0);
/* 2、初始化I2C1 */
i2c_init(I2C1);
/* 3、初始化AP3216C */
/* 复位AP3216C */
ap3216c_writeonebyte(AP3216C_ADDR, AP3216C_SYSTEMCONG,0X04);
delayms(50);/* AP33216C复位至少10ms */
/* 开启ALS、PS+IR */
ap3216c_writeonebyte(AP3216C_ADDR, AP3216C_SYSTEMCONG,0X03);
/* 读取刚刚写进去的0X03 */
data = ap3216c_readonebyte(AP3216C_ADDR, AP3216C_SYSTEMCONG);
if(data ==0X03)
return0;/* AP3216C正常 */
else
return1;/* AP3216C失败 */
}
/*
* @description : 向AP3216C写入数据
* @param – addr : 设备地址
* @param - reg : 要写入的寄存器
* @param – data : 要写入的数据
* @return :操作结果
*/
unsignedchar ap3216c_writeonebyte(unsignedchar addr,
unsignedchar reg,
unsignedchar data)
{
unsignedchar status=0;
unsignedchar writedata=data;
struct i2c_transfer masterXfer;
/* 配置I2C xfer结构体 */
masterXfer.slaveAddress = addr; /* 设备地址 */
masterXfer.direction = kI2C_Write; /* 写入数据 */
masterXfer.subaddress = reg; /* 要写入的寄存器地址 */
masterXfer.subaddressSize =1; /* 地址长度一个字节 */
masterXfer.data =&writedata; /* 要写入的数据 */
masterXfer.dataSize =1; /* 写入数据长度1个字节 */
if(i2c_master_transfer(I2C1,&masterXfer))
status=1;
return status;
}
/*
* @description : 从AP3216C读取一个字节的数据
* @param – addr : 设备地址
* @param - reg : 要读取的寄存器
* @return :读取到的数据。
*/
unsignedchar ap3216c_readonebyte(unsignedchar addr,
signedchar reg)
{
unsignedchar val=0;
struct i2c_transfer masterXfer;
masterXfer.slaveAddress = addr; /* 设备地址 */
masterXfer.direction = kI2C_Read; /* 读取数据 */
masterXfer.subaddress = reg; /* 要读取的寄存器地址 */
masterXfer.subaddressSize =1; /* 地址长度一个字节 */
masterXfer.data =&val; /* 接收数据缓冲区 */
masterXfer.dataSize =1; /* 读取数据长度1个字节 */
i2c_master_transfer(I2C1,&masterXfer);
return val;
}
/*
* @description : 读取AP3216C的原始数据，包括ALS,PS和IR, 注意！如果
* :同时打开ALS,IR+PS两次数据读取的时间间隔要大于112.5ms
* @param - ir : ir数据
* @param - ps : ps数据
* @param - ps : als数据
* @return :无。
*/
void ap3216c_readdata(unsignedshort*ir,unsignedshort*ps,unsignedshort*als)
{
unsignedchar buf[6];
unsignedchar i;
/* 循环读取所有传感器数据 */
for(i =0; i <6; i++)
{
buf[i]= ap3216c_readonebyte(AP3216C_ADDR,
AP3216C_IRDATALOW + i);
}
if(buf[0]&0X80) /* IR_OF位为1,则数据无效 */
*ir =0;
else /* 读取IR传感器的数据 */
*ir =((unsignedshort)buf[1]<<2)|(buf[0]&0X03);
*als =((unsignedshort)buf[3]<<8)| buf[2];/* 读取ALS数据 */
if(buf[4]&0x40) /* IR_OF位为1,则数据无效 */
*ps =0;
else /* 读取PS传感器的数据 */
*ps =((unsignedshort)(buf[5]&0X3F)<<4)|
(buf[4]&0X0F);
}

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文件bsp_ap3216c.c里面共有4个函数，第1个函数是ap3216c_init，顾名思义，此函数用于初始化AP3216C，初始化成功的话返回0，如果初始化失败就返回其他值。此函数先初始化所使用到的IO，比如初始化I2C1的相关IO，并设置其复用为I2C1。然后此函数会调用i2c_init来初始化I2C1，最后初始化AP3216C。第2个和第3个函数分别为ap3216c_writeonebyte和ap3216c_readonebyte，这两个函数分别是向AP3216C写入数据和从AP3216C读取数据。这两个函数都通过调用bsp_i2c.c中的函数i2c_master_transfer来完成对AP3216C的读写。最后一个函数就是ap3216c_readdata，此函数用于读取AP3216C中的ALS、PS和IR传感器数据。

最后在main.c中输入如下代码：

示例代码26.3.5 main.c文件代码