摘  要  文章介绍了S3C44B0X的I2C总线接口，与EEPROM的连接方法。重点分析了I2C总线的配置方法，主器件模式下发送数据和接收数据的软件设计,提供了I2C中断处理的源程序。
关键词  I2C总线  S3C44B0X  EEPROM

1 概述

I²C总线是一种双向两线制串行总线，由一条串行时钟线SCL和一条串行数据线SDA组成，在由CPU为核心的系统中，作为总线用于CPU与其他被控芯片间的信息传递。在同一组I²C总线上，可以挂接多个CPU及被控芯片，CPU既可以作为主器件，控制I²C总线的工作模式，也可以作为从器件，在其他CPU的控制下发送或接收数据。I²C总线控制技术能大大简化硬件设计，增加控制功能，因此在数字电视机、DVD机、手机等较复杂的电子设备中，得到广泛的应用。

2 S3C44B0X中的I²C总线接口

S3C44B0X是三星公司生产的采用ARM7TDMI内核的32位嵌入式处理器，内部集成了I²C总线接口模块，可以作为主器件或从器件直接挂接在I²C总线上。与I²C总线接口有关的专用寄存器有以下四个^[1]：

2.1 I²C总线控制寄存器——IICCON

IICCON寄存器主要用来设置应答信号使能及发送时钟频率等，初始状态值为00000000B，他各位的功能如表1。

2.2 I²C状态寄存器——IICSTAT

IICSTAT寄存器主要用来设置I²C总线的工作模式及工作状态控制，初始状态下为00000000B，各位的功能定义如表2。

2.3 I²C总线地址寄存器——IICADD

当CPU工作在从器件工作模式下时，IICADD用来存放CPU的7位从器件地址。

2.4 I²C总线发送/接收数据移位寄存器——IICDS

CPU用来发送数据时，用于存放需要发送出去的一个字节数据。当CPU用来接收数据时，用于暂存从SDA线接收到的一个字节数据。

位	功能	功能描述
7～6	I2C工作模式选择	00：从接收模式；01：从发送模式 10：主接收模式；11：主发送模式
5	忙状态/起始/停止条件	0：读出为0，表示总线不忙；写入 为0，产生停止条件 1：读出为1，表示总线忙；写入 为1，产生起始条件
4	数据输出使能	0：禁止输出；1：使能输出
3	仲裁状态位	0：总线仲裁成功；1：总线仲裁失败
2	从地址状态标志位	0：检测到起始或停止条件时，置0 1：接收到的从器件地址与保存在 IICADD中的地址相符，置1
1	0地址状态标志位	0：检测到起始或停止条件时，置0 1：接收到从器件地址为0时，置1
0	应答位状态标志	0/1：应答信号接收到了/没接收到

表1：IICCON寄存器的位功能定义                 表2：IICSTAT寄存器的位功能定义

位	功能	功能描述
7	应答使能	0：禁止应答信号的产生 1：使能应答信号的产生
6	输出时钟源选择	0：IICCLK=fMCLK/16 1: IICCLK=fMCLK/512
5	发送/接收中断控制	0：禁止中断 1：使能中断
4	中断标志位	0：读出为0，没发生中断； 写入为0，消除标志位并恢 复中断响应 1：读出为1，产生了中断
3～0	发送时钟频率值	时钟频率 =IICCLK/（IICCON3～0+1）

3 与串行EEPROM的I²C总线配置

FM24C16是容量为2048×8bit的非易失性串行EEPROM，在高档彩电、录像机中应用较广泛，作为从器件通过I²C总线与CPU连接，从地址为1010XXXB，XXX是其页面地址，存储空间共分为8页，页面地址从000到111，每页容量258×8bit。图1是FM24C16与S3C44B0X的硬件连接。WP引脚为写保护输入端。WP=1时，只允许读数据；WP=0时，允许读/写数据。

3.1 EEPROM的器件寻址

主器件在需要传输数据时，首先产生起始条件，然后向FM24C16发送一个控制字节。控制字节包含一个4位的控制代码1010B和3个块选择位B2B1B0^[2]，主器件利用块选择位来指定对FM24C16中的8个页面的哪个页面进行操作。控制字节的最后一位定义了这次数据传输是写操作（为0）还是读操作（为1）。控制字节的构成见图2。

3.2 I²C接口的配置

S3C44B0X的PF0和PF1口工作在第二功能模式下，分别作为I²C总线的SCL线和SDA线。因此，需将PF0和PF1设置在第二功能模式下，程序语句为：

rPCONF∣= 0xa;   ∥PF0：IICSCL，PF1：IICSDA

rPUPF∣= 0x3;    ∥禁止内部上拉

由于S3C44B0X是采用中断方式来检测每个字节的传送是否成功，因此需要定义中断处理程序，并且使能中断。设中断处理程序入口地址为IIC_Int，则程序语句为：

pISR_IIC=(unsigned)IIC_Int;      ∥将I²C中断处理程序指针指向IIC_Int

rINTMSK=~(BIT_GLOBAL∣BIT_IIC); ∥使能中断

对IICCON寄存器进行设置，要求使能ACK信号的产生，输出时钟源IICCLK选择MCLK/16，使能发送/接收中断，清除中断标志位以便响应中断，发送时钟频率选择250KHZ（64MHZ/16/16），程序语句为：

rIICCON∣= 0xaf;

3.3 程序设计

3.3.1  S3C44B0X作为主器件向FM24C16发送数据的程序流程见图3。

3.3.2  S3C44B0X作为主器件从FM24C16中读取数据的程序流程见图4。

3.3.3  S3C44B0X的I²C中断处理子程序：

viod_irq IIC_Int(viod)

{

  U32 iicSt,i;

  rI_ISPC=BIT_IIC

  iicSt=rIICSTAT

  if(iicSt&0x8){}

  if(iicSt&0x4){}

  if(iicSt&0x2){}

  if(iicSt&0x1){}

  switch(_iicMode)

  {

    case POLLACK:

      _iicStatus=iicSt;

      break;

    case RDDATA:

      if((_iicDataCount --)==0)

      {

        _iicData[_iicPt++]=rIICDS;

        rIICSTAT=0x90;

        rIICCON=0xaf;

        Delay(1);

          break;

      }

      _iicData[_iicPt++]=rIICDS;

      if((_iicDataCount)==0)

      rIICCON=0x2f;

      else

      rIICCON=0xaf;

      break;

    case WRDATA:

      if((_iicDataCount--)==0)

      {

        rIICSTAT=0xd0;

        rIICCON=0xaf;

        Delay(1);

        break;

      }

      rIICDS=_iicData[_iicPt++];

      for(i=0;i<10;i++);

      rIICCON=0xaf;

      break;

    case SETRDADDR;

      //Uart_Printf("[S%d]",_iicDataCount);

      if((_iicDataCount--)==0)

      {

         break;

      }

      rIICDS=_iicData[_iicPt++];

      for(i=0;i<10;i++);

      rIICCON=0xaf;

      break;

    default;

      break;

  }

}

4 结论

通过多年来的电视机维修实践发现，当电视机内的EEPROM芯片发生故障时，往往无从下手。而采用本设计方案，可以便捷地观察其内部数据结构，从而发现故障的原因，还可以对被破坏了的数据进行修复。对于新更换的EEPROM芯片，也可以利用该设计方案从新固化数据。实践表明，在发送时钟频率为250KHZ时，通过约2米的普通线将彩电的EEPROM芯片在线与Create-ARM44B0X嵌入式教学开发平台相连，数据传送的正确率达100%，且抗干扰能力很强。

参  考  文  献

1、  http://www.samsung.com

2、  季宏锋等.I²C总线技术及应用实例. 自动化与仪表，2002，04