TWI/IIC驱动程序详解（可直接应用于项目）

张三丰 · 发表于 2010-2-25 11:39:01

分享一个可直接应用于项目开发的TWI驱动程序头文件，注释非常清楚易懂，初学者入门的好程序，使用时直接调用API接口函数即可。
编译环境：ICCAVR7.14C

/*--------------------------文件说明----------------------------------

文件用途：TWI/I2C驱动,查询方式，主机模式

原创者：SEE

修改者：dream

最后修改时间：09.08.21

使用说明：调用最后6个API应用程序接口函数进行I2C读写

调试说明：ATmega16L+ICCAVR7.14C+AVR studio 4 环境下调试通过。

注意事项：根据原创者意愿，如用于商业用途请注明文件来源。

--------------------------------------------------------------------*/

#ifndef I2C_H

#define I2C_H

//主机模式启动状态码

#define I2C_START 0x08 //启动总线

#define I2C_RESTART 0x10 //重新启动总线

//主机发送模式状态码

#define I2C_MT_SLA_ACK 0x18 //SLA+W写地址已发送，收到应答位

#define I2C_MT_SLA_NACK 0x20 //SLA+W写地址已发送，收到非应答位

#define I2C_MT_DATA_ACK 0x28 //写入数据已发送，收到应答位

#define I2C_MT_DATA_NACK 0x30 //写入数据已发送，收到应答位

#define I2C_MT_ARB_LOST 0x38 //SLA+W或数据仲裁失败

//主机接收模式状态码

#define I2C_MR_ARB_LOST 0x38 //SLA+R或NOT ACK的仲裁失败

#define I2C_MR_SLA_ACK 0x40 //SLA+R已发送，收到应答位

#define I2C_MR_SLA_NACK 0x48 //SLA+R已发送，收到非应答位

#define I2C_MR_DATA_ACK 0x50 //接收到数据，应答位已返回

#define I2C_MR_DATA_NACK 0x58 //接收到数据，非应答位已返回

//从机接收模式状态码

#define I2C_SR_SLA_ACK 0x60 //自己的SLA+W已经被接收ACK已返回

#define I2C_SR_ARB_LOST_SLA_ACK 0x68 //SLA+R/W作为主机的仲裁失败，自己的SLA+W已经被接收ACK已返回

#define I2C_SR_GCALL_ACK 0x70 //接收到广播地址ACK已返回

#define I2C_SR_ARB_LOST_GCALL_ACK 0x78 //SLA+R/W作为主机的仲裁失败，接收到广播地址ACK已返回

#define I2C_SR_DATA_ACK 0x80 //以前以自己的SLA+W被寻址，数据已经被接收ACK已返回

#define I2C_SR_DATA_NACK 0x88 //以前以自己的SLA+W被寻址，数据已经被接收NOT ACK已返回

#define I2C_SR_GCALL_DATA_ACK 0x90 //以前以广播方式被寻址，数据已经被接收ACK已返回

#define I2C_SR_GCALL_DATA_NACK 0x98 //以前以广播方式被寻址，数据已经被接收NOT ACK已返回

#define I2C_SR_STOP 0xA0 //在以从机工作时接收到STOP或重复START

//从机发送模式状态码

#define I2C_ST_SLA_ACK 0xA8 //自己的SLA+R已经被接收ACK已返回

#define I2C_ST_ARB_LOST_SLA_ACK 0xB0 //SLA+R/W作为主机的仲裁失败，自己的SLA+R已经被接收ACK已返回

#define I2C_ST_DATA_ACK 0xB8 //TWDR里数据已经被发送接收到ACK

#define I2C_ST_DATA_NACK 0xC0 //TWDR里数据已经被发送接收到NOT ACK

#define I2C_ST_LAST_DATA 0xC8 //TWDR的一字节数据已经发送（TWAE='0'）,接收到ACK

//{词语被屏蔽}状态码

#define I2C_NO_INFO 0xF8 //没有相关的状态信息，TWINT='0'

#define I2C_BUS_ERROR 0x00 //由于非法的START或STOP引起的总线错误

//定义SLA中读写控制位极性

#define I2C_READ 1

#define I2C_WRITE 0

#define I2CStart() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTA)|(1<<TWEN))

#define I2CStop() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTO)|(1<<TWEN))

#define I2C_STATUS (TWSR & 0xf8)

#define I2CSendAck() (TWCR|=(1<<TWEA))

#define I2CSendNoAck() (TWCR&=~(1<<TWEA))

#define I2CRcvNckByte() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN))

#define I2CRcvAckByte() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN)|(1<<TWEA))

//定义运行状态返回值极性

#define I2C_ERR 0 //错误

#define I2C_CRR 1 //正确

//定义TWINT位置位查询等待时间

#define WAITCOUNT 50

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_Init

函数功能：TWI初始化

注意事项：（须根据具体情况设置）

提示说明：

输入：

返回：

--------------------------------------------------------------------*/

void I2C_Init(void)

{

TWBR=0x0f; //波特率设置，必须大于 10

TWSR=0; //状态寄存器初始化

//TWAR= //从机地址和通用呼叫设置,多CPU时使用

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_WaitINT

函数功能：等待TWINT位置位

注意事项：需定义 WAITCOUNT

提示说明：

输入：

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_WaitINT(void)

{

unsigned int i=WAITCOUNT;

while(!(TWCR&(1<<TWINT))) //等待TWINT置1

{if((--i)==0) return I2C_ERR;}

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_SendByte

函数功能：发送一字节数据

张三丰 · 发表于 2010-2-25 11:39:08

num : number 读取数据个数

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_Read_(unsigned int rdDAdr,unsigned char wordAdr,

unsigned char *pRdDat,unsigned char num)

{

unsigned char i;

if( I2C_Start()==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

//rdDAdr &=0xfffe;

if( I2C_SendWrDAdr_((rdDAdr&0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保证写控制位正确

return I2C_ERR;

if( I2C_SendDat(wordAdr)==I2C_ERR )//从地址当作一般数据发送。

return I2C_ERR;

if( I2C_Restart()==I2C_ERR )//重启动

return I2C_ERR;

//rdDAdr &=0xfffe;

if( I2C_SendRdDAdr((rdDAdr&0xfffe)|I2C_READ)==I2C_ERR )//保证读控制位正确

return I2C_ERR;

for(i=0;i<num-1;i++) //接收数据

if( I2C_RcvAckDat(pRdDat+i)==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

if( I2C_RcvNAckDat(pRdDat+i)==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

I2CStop();

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_Write_direct

函数功能：I2C写无从地址器件，写一个字节

注意事项：

提示说明：

输入：wrDAdr : write device-address 写器件地址

dat: data 数据

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_Write_direct(unsigned int wrDAdr,unsigned char dat)

{

if( I2C_Start()==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

//wrDAdr &=0xfffe;

if( I2C_SendWrDAdr_((wrDAdr&0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保证写控制位正确

return I2C_ERR;

if( I2C_SendDat(dat)==I2C_ERR )//直接写数据

return I2C_ERR;

I2CStop();

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_Read_direct

函数功能：I2C读无从地址器件，读一个数据

注意事项：

提示说明：

输入：rdDAdr : read device-address 读器件地址

*pRdDat: p->read data 读取数据指针

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_Read_direct(unsigned int rdDAdr,unsigned char wordAdr,unsigned char *pRdDat)

{

if( I2C_Start()==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

//rdDAdr &=0xfffe;

if( I2C_SendWrDAdr_((rdDAdr&0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

if( I2C_RcvNAckDat(pRdDat)==I2C_ERR )//直接读数据

return I2C_ERR;

I2CStop();

return I2C_CRR;

}

#endif复制代码

张三丰 · 发表于 2010-2-25 11:39:07

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_RcvNAckDat

函数功能：I2C接收数据且不产生应答

注意事项：

提示说明：

输入：接收数据存储空间指针

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_RcvNAckDat(unsigned char *pRdDat)

{

I2CRcvNckByte();

if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;

if( I2C_STATUS!=I2C_MR_DATA_NACK )

return I2C_ERR;

*pRdDat=TWDR;

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_RcvAckDat

函数功能：I2C接收数据且产生应答

注意事项：

提示说明：

输入：接收数据存储空间指针

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_RcvAckDat(unsigned char *pRdDat)

{

I2CRcvAckByte();

if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;

if( I2C_STATUS!=I2C_MR_DATA_ACK )

return I2C_ERR;

*pRdDat=TWDR;

return I2C_CRR;

}

/*以下是API函数*/

//(Application Program Interface 应用程序接口）

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_Write(unsigned int wrDAdr,unsigned char wordAdr,unsigned char dat)

函数功能：I2C写器件，写一个字节

注意事项：

提示说明：

输入：wrDAdr : write device-address 写器件地址

wordAdr: word address 从地址

dat: data 数据

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_Write(unsigned int wrDAdr,unsigned char wordAdr,unsigned char dat)

{

if( I2C_Start()==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

//wrDAdr &=0xfffe;

if( I2C_SendWrDAdr_((wrDAdr&0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保证写控制位正确

return I2C_ERR;

if( I2C_SendDat(wordAdr)==I2C_ERR )//从地址当作一般数据发送

return I2C_ERR;

if( I2C_SendDat(dat)==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

I2CStop();

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_Write_

函数功能：I2C写器件，写N个数据

注意事项：

提示说明：

输入：wrDAdr : write device-address 写器件地址

wordAdr: word address 从地址

*pWrDat: p->write data 写入数据的指针

num : number 写入数据个数

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_Write_(unsigned int wrDAdr,unsigned char wordAdr,

unsigned char *pWrDat,unsigned char num)

{

unsigned char i;

if( I2C_Start()==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

//wrDAdr &=0xfffe;

if( I2C_SendWrDAdr_((wrDAdr&0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保证写控制位正确

return I2C_ERR;

if( I2C_SendDat(wordAdr)==I2C_ERR )//从地址当作一般数据发送

return I2C_ERR;

for(i=0;i<num;i++)

if( I2C_SendDat(*(pWrDat++))==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

I2CStop();

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_Read

函数功能：I2C读器件，读一个数据

注意事项：

提示说明：

输入：rdDAdr : read device-address 读器件地址

wordAdr: word address 从地址

*pRdDat: p->read data 读取数据指针

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_Read(unsigned int rdDAdr,unsigned char wordAdr,unsigned char *pRdDat)

{

if( I2C_Start()==I2C_ERR )

return I2C_ERR;

//rdDAdr &=0xfffe;

if( I2C_SendWrDAdr_((rdDAdr&0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保证写控制位正确

return I2C_ERR;

if( I2C_SendDat(wordAdr)==I2C_ERR )//从地址当作一般数据发送。

return I2C_ERR;

if( I2C_Restart()==I2C_ERR )//重启动

return I2C_ERR;

//rdDAdr &=0xfffe;

if( I2C_SendRdDAdr((rdDAdr&0xfffe)|I2C_READ)==I2C_ERR )//保证读控制位正确

return I2C_ERR;

if( I2C_RcvNAckDat(pRdDat)==I2C_ERR )//接收数据

return I2C_ERR;

I2CStop();

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_Read_

函数功能：I2C读器件，读N个数据

注意事项：

提示说明：

输入：rdDAdr : read device-address 读器件地址

wordAdr: word address 字地址

*pRdDat: p->read data 读取数据指针

张三丰 · 发表于 2010-2-25 11:39:04

注意事项：

提示说明：

输入：待发送数据

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

void I2C_SendByte(unsigned char x)

{

TWDR=(x);

TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C Start

函数功能：发出起始信号

注意事项：

提示说明：

输入：

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_Start()

{

I2CStart(); //发出起始信号

if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR; //等待启动完成

if( I2C_STATUS!=I2C_START ) //检查是否启动成功

return I2C_ERR; //启动失败，返回0

return I2C_CRR; //启动成功，返回1

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C ReStart

函数功能：发出重复起始信号

注意事项：

提示说明：

输入：

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_Restart()

{

I2CStart();

if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;

if( I2C_STATUS!=I2C_RESTART ) //检查是否重复启动成功

return I2C_ERR;

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_SendWrDAdr

函数功能：发送 7位器件写地址: XXXX XXX0

注意事项：

提示说明：

输入：写地址

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_SendWrDAdr(unsigned char wrDAdr)

{

I2C_SendByte(wrDAdr); //设置器件写地址

if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;

if( I2C_STATUS!=I2C_MT_SLA_ACK )

return I2C_ERR;

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_SendWrDAdr_

函数功能：发送 10位器件写地址: 1111 0XX0, XXXX XXXX

注意事项：

提示说明：兼容发送 7位器件写地址: XXXX XXX0

输入：

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_SendWrDAdr_(unsigned int wrDAdr)

{

if( wrDAdr&0xF000 == 0xF000 ) //判断是否为 10位器件地址

if( I2C_SendWrDAdr((unsigned char )wrDAdr>>8)==I2C_ERR ) //设置（高位）器件写地址

return I2C_ERR;

if( I2C_SendWrDAdr( (unsigned char)wrDAdr )==I2C_ERR ) //设置（低位）器件写地址

return I2C_ERR;

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_SendRdDAdr

函数功能：发送7位器件读地址: XXXX XXX1

注意事项：

提示说明：

输入：读地址

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_SendRdDAdr(unsigned char rdDAdr)

{

I2C_SendByte(rdDAdr); //设置器件读地址

if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;

if( I2C_STATUS!=I2C_MR_SLA_ACK )

return I2C_ERR;

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_SendRdDAdr_

函数功能：发送 10位器件读地址: 1111 0XX0, XXXX XXXX

注意事项：

提示说明：兼容发送 7位器件读地址: XXXX XXX1

输入：

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_SendRdDAdr_(unsigned char rdDAdr)

{

if( rdDAdr&0xF000 == 0xF000 ) //判断是否为 10位器件地址

if( I2C_SendWrDAdr( (unsigned char)rdDAdr>>8 )==I2C_ERR ) //设置（高位）器件读地址

return I2C_ERR;

if( I2C_SendWrDAdr( (unsigned char)rdDAdr )==I2C_ERR ) //设置（低位）器件读地址

return I2C_ERR;

return I2C_CRR;

}

/*--------------------------------------------------------------------

函数名称：I2C_SendDat

函数功能：I2C发送数据

注意事项：

提示说明：

输入：待发送的字节数据

返回：运行状况 I2C_ERR ：错误 I2C_CRR :正确

--------------------------------------------------------------------*/

unsigned char I2C_SendDat(unsigned char data)

{

I2C_SendByte(data);

if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;

if( I2C_STATUS!=I2C_MT_DATA_ACK )

return I2C_ERR;

return I2C_CRR;

}