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Driver: I2C Master

1 功能概述

`i2c_master sample`演示了Zephyr I2C Driver在PAN1080 SoC上的使用方法，主要包括：

  • I2C Master 配置

  • 按照地址 I2C Slave 地址写入 I2C数据

  • 按照地址 I2C Slave 地址读取 I2C数据

  • (可选) 通过逻辑分析仪抓取I2C数据观测

2 配置说明

  • prj.conf为默认配置，DMA未使能

  • prj_dma.conf为DMA使能配置

    CONFIG_I2C_PANCHIP_DMA_DRIVEN: 使能DMA feature

    CONFIG_I2C_PANCHIP_DMA_TIMEOUT为DMA:操作时的超时时间（未及时触发DMA中断），单位为ms。

3 环境要求

  • PAN1080 EVB 一块

  • USB-TypeC 线一条（用于供电和查看串口打印 Log）

  • （可选）Saleae16 Logic Analysis与配套软件Logic 2.3.50

  • 硬件接线：

    • 使用USB线，将 PC USB 与 EVB USB-TypeC（USB->UART）相连

    • 根据 EVB 核心板芯片的封装不同，使用杜邦线将 EVB 底板上的:

      • TX0 与 P30 相连

      • RX0 与 P31 相连

      • I2C Master P01 与 Slave P01 相连，I2C Master P00 与 Slave P00 相连（若 EVB 板芯片为 QFN32 或 LQFP64 封装）

      • I2C Master P40 与 Slave P40 相连，I2C Master P041 与 Slave P41 相连（若 EVB 板芯片为 QFN48 封装）

      • （可选）Master P01(或P40) 与 逻辑分析仪 SDA channel 相连，Master P00(或P41) 与 逻辑分析仪 SCL channel 相连，并且 EVB 与 Logic Analysis GND 相连

  • PC 软件: 串口调试助手（UartAssist）或终端工具（SecureCRT），波特率921600

4 编译和烧录

例程位置：zephyr\samples_panchip\driver\i2c\i2c_master

使用 ZAL 工具可以对其进行编译、烧录、打开 VS Code 调试等操作。关于 ZAL 工具的详细介绍请参考：Zephyr APP Launcher 工具介绍。

5 演示说明

  • 连线

      运行脚本`quick_build_samples\i2c_master.bat`，编译后进行烧录至 pan108xxb5_evb
  
  之后将master P01（I2C SDA）与slave端P01进行连接，master P00（I2C SCL）与slave端P00进行连接
  
  有额外条件还可将P01，P00与逻辑分析仪2个channel进行连接，GND与逻辑分析仪GND连接后，开始抓数据

I2C Master

I2C Slave

Logic Analyzer

P01（I2C SDA）

P01（I2C SDA）

CH0 SDA

P00（I2C SCL）

P00（I2C SCL）

CH1 SCL

GND

GND

  • Sample执行流程：

    • 先进行I2C Slave的下载并复位

    • 配置I2C为Master 模式，并配置标准速率模式

    • 生成16B数据（Ex：data[i] = i），通过I2C Master 指定Slave I2C通信地址（0x50）后，发送全部16B数据

    • 通过I2C Master 指定Slave I2C通信地址（0x50）后，读取16B数据

    • 对比写入与读出的数据是否一致

    Slave端收转发，Master端发转收，完成I2C Master对I2C Slave的读写操作

  • 示例打印出master读出的写入slave数据

   cmp_data[0] = 0
   cmp_data[1] = 1
   cmp_data[2] = 2
   cmp_data[3] = 3
   cmp_data[4] = 4
   cmp_data[5] = 5
   cmp_data[6] = 6
   cmp_data[7] = 7
   cmp_data[8] = 8
   cmp_data[9] = 9
   cmp_data[10] = 10
   cmp_data[11] = 11
   cmp_data[12] = 12
   cmp_data[13] = 13
   cmp_data[14] = 14
   cmp_data[15] = 15

  • 逻辑分析仪示例数据：抓取了从写开始到写到终止，到读开始到读终止

    image

    I2C读写波形1

    image

    I2C读写波形2

    image

    I2C读写波形3

6 开发说明

6.1 I2C Kconfig

使用I2C时，需要使能I2C指定宏

CONFIG_I2C=y

6.2 I2C API

I2C使用包括：获取I2C设备；配置I2C基础模式；配置读/写进行通信操作

相关底层实现存在于zephyr\drivers\i2c\i2c_panchip.c

6.2.1 通过 label 获取 DTS I2C

const struct device *i2c_dev = DEVICE_DT_GET(DT_NODELABEL(i2c0));

6.2.2 配置I2C速率与Master模式

uint32_t i2c_cfg = I2C_SPEED_SET(I2C_SPEED_STANDARD) | I2C_MODE_MASTER
i2c_configure(i2c_dev, i2c_cfg)

6.2.3 I2C Master Write to I2C Slave Addr

i2c_write(i2c_dev, datas, 16, TAR_I2C_ADDR);

6.2.4 I2C Master Read to I2C Slave Addr

i2c_read(i2c_dev, cmp_data, 16, TAR_I2C_ADDR);

7 RAM/Flash资源使用情况

Memory region         Used Size  Region Size  %age Used
FLASH:       15944 B       384 KB      4.05%
SRAM:        4152 B        64 KB      6.34%

8 I2c全功能测试case

I2c全功能测试case及测试流程请参考文档：03_MCU/mcu_samples_doc/PAN1080 I2C 例程说明.pdf