I2C 介绍

I2C是一种多主机、两线制、低速串行通信总线，广泛用于微控制器和各种外围设备之间的通信。它使用两条线路：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）进行双向传输。

核心特性：

1. 两线制：I2C 通信只需两条线路：

   • SDA（Serial Data Line）：数据线，用于传输数据。
   • SCL（Serial Clock Line）：时钟线，由主设备控制，用于同步所有设备上的数据传输。

2. 多主机和多从机：I2C 总线允许有多个主设备（可以发起通信）和多个从设备（响应主设备的请求）。这使得多个控制器可以管理不同的从设备，增加了系统的灵活性。

3. 地址分配：每个 I2C 设备都通过一个唯一的地址进行识别。这些地址在设备通信时使用，确保数据包被正确发送到指定的设备。

4. 简单的连接：由于通信线路数量少，I2C 设备通常易于安装和配置，减少了硬件布局的复杂性。

5. 同步串行通信：数据传输是同步进行的，意味着数据传输由时钟信号控制，提高了数据传输的可靠性。

数据传输模式：

I2C 支持多种数据传输模式，包括标准模式（100kbps）、快速模式（400kbps）、快速模式加（1Mbps）和高速模式（3.4Mbps）。根据需要选择不同的速率，可以平衡通信速度和系统资源消耗。

应用场景：

I2C 协议在嵌入式系统中非常流行，适用于各种应用，如：

• 传感器读取：温度、湿度、压力等传感器经常通过 I2C 与微控制器通信。
• 设备控制：在许多小型设备或计算机系统中，如笔记本电脑，I2C 用于调节音量、亮度、电源管理等。
• 存储设备：某些类型的 EEPROM 和其他存储设备通过 I2C 接口与主控制器通信。

在普通单片机上的IIC通信可以简化为如下步骤

• SCL为高电平的时候，SDA由高电平变化到低电平，表示开始传输数据.
• SCL变低电平，SDA开始不断高低电平表示逻辑0和1来发送数据，共8次.
• SCL变高，从设备用SDA返回低电平0，则是ACK，表示发送成功，如果SDA是高电平1，则是NACK，表示没发送成功，
• SCL又变低电平，SDA继续发送数据.
• 当SCL变高电平的时候，SDA如果由低电平变高电平，则结束.

ArceOS的 I2C 驱动实现

MIO是一个包含多种控制器功能的多路选择控制器,飞腾派的每个MIO均可单独当做UART/I2C。端口功能的选择，可以通过配置creg_mio_func_sel寄存器来实现，配置为00选择I2C，配置为01选择UART。

由MIO控制器来当作IIC来与设备通信，操作会比普通单片机中用GPIO口模拟iic时序要复杂

由MIO控制的I2C操作说明：

1. 初始化

1.1 飞腾派I/O引脚初始化:

初始化I/Opad引脚寄存器，FIOPadConfig是一个配置实例，提供配置信息，包括其基地址和设备ID号，为MIO的初始化做铺垫，
代码由这里跳转

1.2 MIO控制器初始化

先对MIO进行初始化配置，包括功能寄存器地址，MIO寄存器地址以及中断编号
按照之前配置的I/Opad引脚寄存器，来设置 I2C 的 SCL 和 SDA 引脚功能。
设置MIO配置，包括 ID号、MIO基地址、中断号、频率、设备地址 和 传输速率。(这些由FMioLookupConfig来提供不同MIO的配置信息)
代码由这里跳转

1.3 初始化 I2C 配置

I2C配置中包含MIO配置，具体可以见结构体FI2c。首先检查设备是否已经初始化，防止重复初始化。如果设备没有初始化，它会进行去初始化操作，设置设备的配置数据，然后重置设备，最后将设备标记为已就绪状态
代码由这里跳转
最后返回到MIO控制器初始化中，初始化I2C设备中的中断函数

2. 收发数据

2.1 发送数据

代码跳转到这里
这个发送数据函数接收一个buffer用来装要发送的数据，由于是[u8]，只有一个u8大小的值，所以buf_len也是1(这份数据只发一次，不重复发)。还接收一个inchip_offset,指从设备内部的偏地址
先通过FI2c对象来判断是否准备好，工作模式是否为主模式 然后启动I2C主设备传输，可以看这里FI2cMasterStartTrans 随后在FIFO不满的情况下，向0x10（IC_DATA_CMD）的bit[7:0]写数据，bit[8]写0表示写以外，向bit[9]写1表示停止。

2.2 接收数据

代码跳转到这里
和发送数据函数一样，接收数据函数接收一个buffer用来装接收到的u8大小的数据，以及buf_len，inchip_offset
先通过FI2c对象来判断是否准备好，工作模式是否为主模式
然后启动I2C主设备传输。
发送读数据命令：向0x10（IC_DATA_CMD）bit[8]写1，表示命令为读操作.
在FIFO不空的情况，读取数据，读最后一个字节数据时要加上停止信号，即除了向0x10（IC_DATA_CMD）的bit[8]仍写1表示读以外，向bit[9]写1表示停止。 最后停止I2C传输，见FI2cMasterStopTrans

I2C 寄存器：见飞腾派软件编程手册P292页

MIO寄存器基地址：

飞腾小车这里选择的是MIO1作为接口