twi.c

一个基于MEGA16的GUI

/***********************************************
****      AVR TWI读写读写范例                 ***
****  	                                     ***
**** 作者：  HJJourAVR                        ***
**** 编译器：WINAVR20050214                   ***
****                                         ***
****  	www.OurAVR.com	 2005.10.18          ***
***********************************************/
/*
本程序简单的示范了如何使用ATMEGA16的TWI 读写AT24C02 IIC EEPROM
    TWI协议
     	(即IIC协议,请认真参考IIC协议的内容，否则根本就不能掌握)
    一主多从的应用，M16作主机
     	(M16做从机和多主多从的应用不多，请自行参考相关文档)
	中断模式
    	(因为AVR的速度很高，而IIC的速度相对较低，
     	采用查询模式会长时间独占CPU，令CPU的利用率明显下降。
     	特别是IIC速度受环境影响只能低速通讯时，对系统的实时性产生严重的影响。
     	查询模式可以参考其它文档和软件模拟IIC的文档)
     AT24C02/04/08的操作特点
 
出于简化程序考虑，各种数据没有对外输出，学习时建议使用JTAG ICE硬件仿真器
*/

#include    "config.h"


//定义全局变量
uint8 BUFFER[10];						//缓冲区，可以装载整个AC24C02的数据

struct str_TWI									//TWI数据结构
{
    volatile uint8	STATUS;				//TWI_操作状态
    uint8	SLA;						//从设备的器件地址
    uint16	ADDR;						//从设备的数据地址
    uint8	*pBUF;						//数据缓冲区指针
    uint16	DATALEN;					//数据长度
    uint8	STATE;						//TWI读写操作步骤
    uint8	FAILCNT;					//失败重试次数
};

struct str_TWI strTWI;							//TWI的数据结构变量

//仿真时在watch窗口，监控这些全局变量。


//AT24C02的读写函数(包括随机读，连续读，字节写，页写)
//根据sla的最低位决定(由中断程序中判断)
//bit0=1 TW_READ  读
//bit0=0 TW_WRITE 写
//  sla			器件地址(不能搞错)
//	addr		EEPROM地址(0~1023)
//	*ptr		读写数据缓冲区
//	len			读数据长度(1~1024)，写数据长度(1 or 8 or 16)
//  返回值		是否能执行当前操作
uint8 TWI_RW(uint8 sla,uint16 addr,uint8 *ptr,uint16 len)
{
//    uint8 i;
    if (strTWI.STATUS==TW_BUSY)
    {//TWI忙，不能进行操作
        return OP_BUSY;
    }
    strTWI.STATUS=TW_BUSY;
 //   i=(addr>>8)<<1;
 //   i&=0x06;   strTWI.SLA=sla+i;									//考虑了24C04/08的EEPROM地址高位放在SLA里面
    strTWI.SLA=sla;
    strTWI.ADDR=addr;
    strTWI.pBUF=ptr;
    strTWI.DATALEN=len;
    strTWI.STATE=ST_START;
    strTWI.FAILCNT=0;
    TWCR=(1<<TWSTA)|TW_ACT;						//启动start信号
    return OP_RUN;
}

/*
TWI中断函数 
	这个函数流程只是考虑了器件地址后有一个字节数据(命令)地址的IIC器件
	(大部分IIC接口器件都是这种类型，常见的例如AT24C01/02/04/08/16，DS1307,DS1721等)
	对于有两个字节数据地址的IIC器件(例如AT24C32/64/128/256等大容量EEPROM)，请稍作改动
 
//根据strTWI.SLA的最低位决定 
//bit0=1 TW_READ  读
//bit0=0 TW_WRITE 写

	虽然中断服务程序很长，但每次只执行一个 case，所以耗时并不长。
*/
SIGNAL(SIG_2WIRE_SERIAL)
{//IIC中断
    uint8 action,state,status;
    action=strTWI.SLA&TW_READ;					//取操作模式
    state=strTWI.STATE;
    status=TWSR&0xF8;							//屏蔽预分频位
    if ((status>=0x60)||(status==0x00))
    {//总线错误或从机模式引发的中断,不予处理
        return;
    }
    switch(state)
    {
    case ST_START:	//START状态检查
        if(status==TW_START)
        {//发送start信号成功
            TWDR=strTWI.SLA&0xFE;				//发送器件地址写SLAW
            TWCR=TW_ACT;         				//触发下一步动作，同时清start发送标志
        }
        else
        {//发送start信号出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_SLAW:	//SLAW状态检查
        if(status==TW_MT_SLA_ACK)
        {//发送器件地址成功
            TWDR=(strTWI.ADDR>>8);					//发送eeprom地址高位
			strTWI.ADDR  <<=8;
            TWCR=TW_ACT;         				//触发下一步动作
        }
        else
        {//发送器件地址出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_WADDR:	//ADDR状态检查
        if(status==TW_MT_DATA_ACK)
        {//发送eeprom地址成功
            if (action==TW_READ)
            {//读操作模式
                TWCR=(1<<TWSTA)|TW_ACT;			//发送restart信号,下一步将跳到RESTART分支
            }
            else
            {//写操作模式
                TWDR=*strTWI.pBUF++;         	//写第一个字节
                strTWI.DATALEN--;
                state=ST_WDATA-1;				//下一步将跳到WDATA分支
                TWCR=TW_ACT;         			//触发下一步动作
            }
        }
        else
        {//发送eeprom地址出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_RESTART:	//RESTART状态检查，只有读操作模式才能跳到这里
        if(status==TW_REP_START)
        {//发送restart信号成功
            TWDR=strTWI.SLA;					//发器件地址读SLAR
            TWCR=TW_ACT;         				//触发下一步动作，同时清start发送标志
        }
        else
        {//重发start信号出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_SLAR:	//SLAR状态检查，只有读操作模式才能跳到这里
        if(status==TW_MR_SLA_ACK)
        {//发送器件地址成功
            if (strTWI.DATALEN--)
            {//多个数据
                TWCR=(1<<TWEA)|TW_ACT;			//设定ACK，触发下一步动作
            }
            else
            {//只有一个数据
                TWCR=TW_ACT;					//设定NAK，触发下一步动作
            }
        }
        else
        {//发送器件地址出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_RDATA:	//读取数据状态检查，只有读操作模式才能跳到这里
        state--;								//循环,直到读完指定长度数据
        if(status==TW_MR_DATA_ACK)
        {//读取数据成功，但不是最后一个数据
            *strTWI.pBUF++=TWDR;
            if (strTWI.DATALEN--)
            {//还有多个数据
                TWCR=(1<<TWEA)|TW_ACT;			//设定ACK，触发下一步动作
            }
            else
            {//准备读最后一个数据
                TWCR=TW_ACT;					//设定NAK，触发下一步动作
            }
        }
        else if(status==TW_MR_DATA_NACK)
        {//已经读完最后一个数据
            *strTWI.pBUF++=TWDR;
            TWCR=(1<<TWSTO)|TW_ACT;				//发送停止信号，不会再产生中断了
            strTWI.STATUS=TW_OK;
        }
        else
        {//读取数据出错
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    case ST_WDATA:	//写数据状态检查，只有写操作模式才能跳到这里
        state--;								//循环,直到写完指定长度数据
        if(status==TW_MT_DATA_ACK)
        {//写数据成功
            if (strTWI.DATALEN)
            {//还要写
                TWDR=*strTWI.pBUF++;
                strTWI.DATALEN--;
                TWCR=TW_ACT;         			//触发下一步动作
            }
            else
            {//写够了
                TWCR=(1<<TWSTO)|TW_ACT;			//发送停止信号，不会再产生中断了
                strTWI.STATUS=TW_OK;
                //启动写命令后需要10ms(最大)的编程时间才能真正的把数据记录下来
                //编程期间器件不响应任何命令
            }
        }
        else
        {//写数据失败
            state=ST_FAIL;
        }
        break;
    default:
        //错误状态
        state=ST_FAIL;
        break;
    }

    if (state==ST_FAIL)
    {//错误处理
        strTWI.FAILCNT++;
        if (strTWI.FAILCNT<FAIL_MAX)
        {//重试次数未超出最大值，
            TWCR=(1<<TWSTA)|TW_ACT;				//发生错误,启动start信号
        }
        else
        {//否则停止
            TWCR=(1<<TWSTO)|TW_ACT;				//发送停止信号，不会再产生中断了
            strTWI.STATUS=TW_FAIL;
        }
    }
    state++;
    strTWI.STATE=state;							//保存状态
}

/*

int main(void)
{
    unsigned char i;
    //上电默认DDRx=0x00,PORTx=0x00 输入，无上拉电阻
    PORTA=0xFF;									//不用的管脚使能内部上拉电阻。
    PORTB=0xFF;
    PORTC=0xFF;									//SCL,SDA使能了内部的10K上拉电阻
    PORTD=0xFF;