I2C 驱动

[English]

概述

I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种两线制串行通信协议，广泛用于微控制器与各种外设之间的低速数据传输。BK7239N 支持多个 I2C 通道，提供灵活的主从通信解决方案。

功能描述

多通道支持：支持多个 I2C 通道同时工作
主从模式：支持 I2C 主机和从机模式
时钟配置：支持多种时钟频率设置
地址配置：支持 7 位和 10 位设备地址
中断支持：支持传输完成、错误等中断
超时机制：支持传输超时检测
状态查询：支持总线状态和传输状态查询
内存读写：支持 I2C 内存设备读写
低功耗：支持低功耗模式，节省功耗

开发指引

初始化流程 - 调用 bk_i2c_driver_init() 初始化 I2C 驱动 - 配置 I2C 参数（时钟频率、模式等） - 调用 bk_i2c_init() 初始化具体 I2C 通道 - 根据需要配置中断
主机模式使用 - 使用 bk_i2c_master_write() 向从设备写入数据 - 使用 bk_i2c_master_read() 从从设备读取数据 - 使用 bk_i2c_master_mem_write() 和 bk_i2c_master_mem_read() 进行内存读写
从机模式使用 - 使用 bk_i2c_slave_write() 向主机发送数据 - 使用 bk_i2c_slave_read() 从主机接收数据 - 设置从机地址和中断处理
错误处理 - 检查传输状态和错误码 - 使用超时机制防止死锁 - 处理总线错误和仲裁丢失

注意事项

确保在调用其他 I2C API 前先调用 bk_i2c_driver_init()
时钟频率设置需要与从设备兼容
设备地址设置需要与硬件连接匹配
使用中断模式时注意中断优先级设置
注意 I2C 信号线的电气特性和上拉电阻
低功耗模式下 I2C 可能被关闭，需要重新初始化
多设备共享总线时注意地址冲突

API 说明

主要 API 函数：

bk_i2c_driver_init() - 初始化 I2C 驱动
bk_i2c_driver_deinit() - 反初始化 I2C 驱动
bk_i2c_init() - 初始化 I2C 通道
bk_i2c_deinit() - 反初始化 I2C 通道
bk_i2c_master_write() - 主机写入数据
bk_i2c_master_read() - 主机读取数据
bk_i2c_master_mem_write() - 主机写入内存
bk_i2c_master_mem_read() - 主机读取内存
bk_i2c_slave_write() - 从机写入数据
bk_i2c_slave_read() - 从机读取数据
bk_i2c_set_baud_rate() - 设置波特率
bk_i2c_set_slave_addr() - 设置从机地址
bk_i2c_enable_interrupt() - 启用中断
bk_i2c_disable_interrupt() - 禁用中断
bk_i2c_is_bus_busy() - 检查总线忙状态
bk_i2c_get_current_action() - 获取当前操作
bk_i2c_get_bus_state() - 获取总线状态
bk_i2c_get_transaction_state() - 获取传输状态

示例代码

基本使用示例：

#include <driver/i2c.h>

void i2c_example(void)
{
    i2c_config_t config = {
        .baud_rate = 100000,  // 100kHz
        .mode = I2C_MODE_MASTER
    };

    // 初始化 I2C 驱动
    bk_i2c_driver_init();

    // 初始化 I2C0
    bk_i2c_init(I2C_ID_0, &config);

    // 写入数据到从设备
    uint8_t data[] = {0x01, 0x02, 0x03};
    bk_i2c_master_write(I2C_ID_0, 0x50, data, sizeof(data), 1000);

    // 从从设备读取数据
    uint8_t rx_data[3];
    bk_i2c_master_read(I2C_ID_0, 0x50, rx_data, sizeof(rx_data), 1000);

    printf("I2C Data: %02X %02X %02X\n", rx_data[0], rx_data[1], rx_data[2]);
}

内存读写示例：

void i2c_memory_example(void)
{
    // 写入内存地址 0x1000
    uint8_t write_data[] = {0xAA, 0xBB, 0xCC};
    bk_i2c_master_mem_write(I2C_ID_0, 0x50, 0x1000, write_data, sizeof(write_data), 1000);

    // 从内存地址 0x1000 读取数据
    uint8_t read_data[3];
    bk_i2c_master_mem_read(I2C_ID_0, 0x50, 0x1000, read_data, sizeof(read_data), 1000);

    printf("Memory Data: %02X %02X %02X\n", read_data[0], read_data[1], read_data[2]);
}

从机模式示例：

static void i2c_slave_callback(i2c_id_t id, void *param)
{
    uint8_t data[32];
    int len = bk_i2c_slave_read(id, data, sizeof(data));
    if (len > 0) {
        printf("Slave received %d bytes\n", len);
        // 处理接收到的数据
    }
}

void i2c_slave_example(void)
{
    i2c_config_t config = {
        .baud_rate = 100000,
        .mode = I2C_MODE_SLAVE
    };

    // 初始化从机模式
    bk_i2c_init(I2C_ID_0, &config);

    // 设置从机地址
    bk_i2c_set_slave_addr(I2C_ID_0, 0x30);

    // 注册中断回调
    bk_i2c_register_isr(I2C_ID_0, i2c_slave_callback, NULL);
    bk_i2c_enable_interrupt(I2C_ID_0);
}

状态检查示例：

void i2c_status_example(void)
{
    // 检查总线是否忙
    if (bk_i2c_is_bus_busy(I2C_ID_0)) {
        printf("I2C Bus is busy\n");
        return;
    }

    // 获取当前操作状态
    i2c_action_t action = bk_i2c_get_current_action(I2C_ID_0);
    printf("Current action: %d\n", action);

    // 获取总线状态
    i2c_bus_state_t bus_state = bk_i2c_get_bus_state(I2C_ID_0);
    printf("Bus state: %d\n", bus_state);
}

常见问题

通信失败：检查设备地址、时钟频率、信号线连接
总线忙：等待总线空闲或检查是否有其他设备占用
超时错误：增加超时时间或检查从设备响应
地址冲突：确认设备地址设置正确，避免地址冲突

实战示例

读取寄存器（带寄存器地址）

// 写寄存器地址
uint8_t reg = 0x10;
bk_i2c_master_write(I2C_ID_0, 0x50, &reg, 1, 100);
// 读寄存器数据
uint8_t val = 0;
bk_i2c_master_read(I2C_ID_0, 0x50, &val, 1, 100);

常见错误码说明

BK_ERR_I2C_NOT_INIT：未调用 bk_i2c_driver_init()
BK_ERR_I2C_INVALID_ID：I2C 通道 ID 非法
BK_ERR_I2C_ID_NOT_INIT：未对通道调用 bk_i2c_init()