1.SMBUS通信协议

1.1 符号含义

S (1 bit) : 起始位
Sr (1 bit) : 重复的起始位
P (1 bit) : 停止位
R/W# (1 bit) : Read/Write bit，读写位
A, N (1 bit) : 应答位
Address(7 bits): 地址位，7 位地址
Command Code (8 bits): 命令字节，一般用来选择芯片内部的寄存器
Data Byte (8 bits): 数据字节，8 位；如果是 16 位数据的话，用 2 个字节来表示。
Count (8 bits): 在 block 操作总，表示数据长度
[…]: 中括号表示 I2C 设备发送的数据，没有中括号表示 主机 发送的数据
#define SLAVEADDR0 0xB0 从机I2C地址

1.2 SMBus Read Byte

先发从机地址，发出芯片内部的寄存器地址，再读数据，读取设备寄存器地址储存的1个字节的数据。

1.3 SMBus Write Byte

先发从机地址，发出芯片内部的寄存器地址，再写数据，向设备寄存器地址写1个字节的数据。

2.主从模式SMBUS通信软件实现

2.1 实现架构

2.2 主I2C2初始化

/*!* @brief       I2C Init   ** @param       None** @retval      None** @note*/void I2C2Init(void){GPIO_Config_T gpioConfigStruct;I2C_Config_T i2cConfigStruct;/** Enable I2C related Clock */RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_GPIOB);RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_I2C2);RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_SYSCFG);/** Free I2C_SCL and I2C_SDA */gpioConfigStruct.mode = GPIO_MODE_OUT;gpioConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;gpioConfigStruct.outtype = GPIO_OUT_TYPE_PP;gpioConfigStruct.pupd = GPIO_PUPD_NO;gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_10;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfigStruct);    gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_11;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfigStruct); GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_10);GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_11); /** Connect I2C to SCL */GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_10, GPIO_AF_PIN1);/** Connect I2C to SDA */GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_11, GPIO_AF_PIN1); /**  Config I2C2 GPIO */gpioConfigStruct.mode = GPIO_MODE_AF;gpioConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;gpioConfigStruct.outtype = GPIO_OUT_TYPE_OD;gpioConfigStruct.pupd = GPIO_PUPD_NO;gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_10;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfigStruct);    gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_11;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfigStruct);/**  Config I2C1 */  I2C_Reset(I2C2);RCM_ConfigI2CCLK(RCM_I2C1CLK_SYSCLK);i2cConfigStruct.ack = I2C_ACK_ENABLE;i2cConfigStruct.ackaddress = I2C_ACK_ADDRESS_7BIT;i2cConfigStruct.address1 = 0xA0;i2cConfigStruct.analogfilter = I2C_ANALOG_FILTER_ENABLE;i2cConfigStruct.digitalfilter = I2C_DIGITAL_FILTER_0;i2cConfigStruct.mode = I2C_MODE_SMBUSHOST;i2cConfigStruct.timing = 0xB0420F13;   //100K 48M  //0x1042F013;I2C_Config(I2C2,&i2cConfigStruct);/** Enable the I2C2 Interrupt */ I2C_EnableInterrupt(I2C2,I2C_INT_RXIE|I2C_INT_ADDRIE|I2C_INT_STOPIE);/** NVIC configuration */   NVIC_EnableIRQRequest(I2C2_IRQn,2); /** slave configuration*///I2C_EnableSlaveByteControl(I2C2);//I2C_EnableReload(I2C2);//I2C_EnableStretchClock(I2C2);/** Enable I2Cx */    I2C_Enable(I2C2);}

2.3 从I2C1初始化

//--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
// @brief       I2CInit
// @param       None
// @retval      None
// @note
//--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------void I2CInit(void)
{GPIO_Config_T gpioConfigStruct;I2C_Config_T i2cConfigStruct;/** Enable I2C related Clock */RCM_EnableAHBPeriphClock(RCM_AHB_PERIPH_GPIOB);RCM_EnableAPB1PeriphClock(RCM_APB1_PERIPH_I2C1);RCM_EnableAPB2PeriphClock(RCM_APB2_PERIPH_SYSCFG);/** Free I2C_SCL and I2C_SDA */gpioConfigStruct.mode = GPIO_MODE_OUT;gpioConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;gpioConfigStruct.outtype = GPIO_OUT_TYPE_PP;gpioConfigStruct.pupd = GPIO_PUPD_NO;gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_6;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfigStruct);    gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_7;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfigStruct); GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_6);GPIO_SetBit(GPIOB,GPIO_PIN_7); /** Connect I2C to SCL */GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_6, GPIO_AF_PIN1);/** Connect I2C to SDA */GPIO_ConfigPinAF(GPIOB, GPIO_PIN_SOURCE_7, GPIO_AF_PIN1); /**  Config I2C1 GPIO */gpioConfigStruct.mode = GPIO_MODE_AF;gpioConfigStruct.speed = GPIO_SPEED_50MHz;gpioConfigStruct.outtype = GPIO_OUT_TYPE_OD;gpioConfigStruct.pupd = GPIO_PUPD_NO;gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_6;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfigStruct);    gpioConfigStruct.pin = GPIO_PIN_7;GPIO_Config(GPIOB, &gpioConfigStruct);/**  Config I2C1 */  I2C_Reset(I2C1);RCM_ConfigI2CCLK(RCM_I2C1CLK_SYSCLK);i2cConfigStruct.ack = I2C_ACK_ENABLE;i2cConfigStruct.ackaddress = I2C_ACK_ADDRESS_7BIT;i2cConfigStruct.address1 = SLAVEADDR0;  //0xB0;i2cConfigStruct.analogfilter = I2C_ANALOG_FILTER_ENABLE;i2cConfigStruct.digitalfilter = I2C_DIGITAL_FILTER_0;i2cConfigStruct.mode = I2C_MODE_SMBUSDEVICE;i2cConfigStruct.timing = 0xB0420F13;   //100K 48M   //0x1042F013;I2C_Config(I2C1,&i2cConfigStruct);/** Enable the I2C1 Interrupt */ I2C_EnableInterrupt(I2C1,I2C_INT_RXIE|I2C_INT_ADDRIE|I2C_INT_STOPIE);/** NVIC configuration */   NVIC_EnableIRQRequest(I2C1_IRQn,1); /** slave configuration*///I2C_EnableSlaveByteControl(I2C1);//I2C_EnableReload(I2C1);//I2C_EnableStretchClock(I2C1);/** Enable I2Cx */    I2C_Enable(I2C1);
}

2.4 I2C主器件主动读写操作处理过程

//----------------------------------------------------------------------------------------------------------
// I2C_MasterReadWrite I2C主器件主动读写操作
// 参数：   uSlaveAdd 器件地址
// 参数：   uCommandCode    读写指令或寄存器
// 参数：   uCommandData    读写的数据
// 参数：   uReadWrite      读写操作 0:写 、1：读
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------
uint16_t I2C_MasterReadWrite(uint8_t uSlaveAdd,uint8_t uCommandCode,uint16_t uCommandData,uint8_t uReadWrite)
{uint8_t Recev1[4] = {0,0,0,0};//uint8_t Recev2 = 0x00;uint8_t i = 0x00;uint16_t uiCounter1 = 0x00;uint16_t uiInputValue = 0x00;uint8_t uAutoEndLen = 0x03;uint8_t uAutoRecLen = 0x01;uint8_t uMode = 0x00; //0：写1Byte；1：读1Byte；2：写1Word；3:读1Wordfor(i=0;i<=40;i++){uI2CData[i]=0;uI2C2Data[i]=0;}if((uCommandCode&0x80)==0x80)uAutoRecLen =2;    //字节操作elseuAutoRecLen =1;if(uReadWrite==0){  //写if((uCommandCode&0x80)==0x80){ //双字节操作uAutoEndLen =4;uMode=2;    //写1Word}else{  //写1Byte；uMode=0;   //写1Byte}}else {    //读if((uCommandCode&0x80)==0x80){ //双字节操作uMode=3;    //读1Word}else{  //读1ByteuMode=1;   //读1Byte}}//---------------------------------------------------------------I2CTimeout = I2CT_LONG_TIMEOUT; while(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_BUSY) == SET)   //IF BUSY{I2C2Init();if((I2CTimeout--) == 0) return 0;}//---------------------------------------------------------------/** I2C Send Configuration*///I2C_HandlingTransfer(I2C2,uSlaveAdd,2,I2C_RELOAD_MODE_SOFTEND,I2C_GENERATE_START_WRITE);/** Disable I2C interrupt  *///I2C_DisableInterrupt(I2C2,I2C_INT_RXIE|I2C_INT_ADDRIE|I2C_INT_STOPIE);/** I2C Send Configuration*/I2C_HandlingTransfer(I2C2,uSlaveAdd,uAutoEndLen,I2C_RELOAD_MODE_AUTOEND,I2C_GENERATE_START_WRITE);//---------------------------------------------------------------I2C_TxData(I2C2,uSlaveAdd);    //发地址//---------------------------------------------------------------uiCounter1 = 0x00;//If Write OKwhile(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_TXCF) == RESET && uiCounter1<I2CT_LONG_TIMEOUT){uiCounter1++;}//---------------------------------------------------------------I2C_TxData(I2C2,uCommandCode);   //发需要读/写的寄存号//---------------------------------------------------------------uiCounter1 = 0x00;while(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_TXCF) == RESET && uiCounter1<I2CT_LONG_TIMEOUT){uiCounter1++; //超时检测}//---------------------------------------------------------------if(uReadWrite==0){    //写入if(uMode==0){ //1ByteI2C_TxData(I2C2,uCommandData&0xFF);  //发数据1Byte//---------------------------------------------------------------uiCounter1 = 0x00;while(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_TXCF) == RESET && uiCounter1<I2CT_LONG_TIMEOUT){uiCounter1++;   //超时检测}//---------------------------------------------------------------}else if(uMode==2){   //1WordI2C_TxData(I2C2,uCommandData&0xFF);  //发Low Byte//---------------------------------------------------------------uiCounter1 = 0x00;while(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_TXCF) == RESET && uiCounter1<I2CT_LONG_TIMEOUT){uiCounter1++;  //超时检测}//---------------------------------------------------------------I2C_TxData(I2C2,((uCommandData>>8)&0xFF));    //发High Byte//---------------------------------------------------------------uiCounter1 = 0x00;while(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_TXCF) == RESET && uiCounter1<I2CT_LONG_TIMEOUT){uiCounter1++; //超时检测}//---------------------------------------------------------------}}else{ //读数据I2C_TxData(I2C2,uSlaveAdd|0x01);   //发地址+读标置位//---------------------------------------------------------------uiCounter1 = 0x00;while(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_TXCF) == RESET && uiCounter1<I2CT_LONG_TIMEOUT){uiCounter1++;  //超时检测}//---------------------------------------------------------------I2C_HandlingTransfer(I2C2,uSlaveAdd,uAutoRecLen,I2C_RELOAD_MODE_SOFTEND,I2C_GENERATE_START_READ);//---------------------------------------------------------------for(i=0;i<uAutoRecLen;i++){uiCounter1 = 0x00;//If I2C_FLAG_RXBNE OKwhile(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_RXBNE) == RESET && uiCounter1<I2CT_LONG_TIMEOUT){uiCounter1++;    //超时检测}Recev1[i]=I2C_RxData(I2C2); //读数据}//---------------------------------------------------------------}//---------------------------------------------------------------// I2C2 Generate Stop signal//I2C_EnableGenerateStop(I2C2);//---------------------------------------------------------------uiCounter1 = 0x00;//If I2C_FLAG_STOP OKwhile(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_STOP) == RESET && uiCounter1<I2CT_LONG_TIMEOUT){uiCounter1++;    //超时检测}//---------------------------------------------------------------/** I2C Clear Stop Flag */I2C_ClearIntFlag(I2C2,I2C_INT_FLAG_STOP); I2C_ConfigNumberOfBytes(I2C2, 1);/** I2C Enable Interrupt *///I2C_EnableInterrupt(I2C2,I2C_INT_RXIE|I2C_INT_ADDRIE|I2C_INT_STOPIE);//---------------------------------------------------------------uiInputValue=Recev1[1]<<8|Recev1[0];return uiInputValue;}

2.5 从器件响应主器件而返回数据操作处理过程

//----------------------------------------------------------------------------------------------------------
// I2C_SlaveSendData I2C从器件响应主器件而返回数据操作
// 参数：   *i2c 从I2C
// 参数：   uCommandCode    读写指令或寄存器
// 参数：   uCommandData    读写的数据
// 参数：   uReadWrite      读写操作 0:写 、1：读
//----------------------------------------------------------------------------------------------------------
void I2C_SlaveSendData(I2C_T *i2c)
{uint16_t uiCounter1 = 0x00;if(uSlaveSendFlag==1){uSlaveSendFlag =0;if((uI2CData[1]&0x80)==0x80)uSlaveSendLen =2;elseuSlaveSendLen =1;//---------------------------------------------------------------//   Send Frist Byteswitch(uI2CData[1]){case 0x01:   //单字节0x01寄存器I2C_TxData(i2c,0x11);break;case 0x02:   //单字节0x02寄存器I2C_TxData(i2c,0x12);break;case 0x03:   //单字节0x03寄存器I2C_TxData(i2c,0x13);break;case 0x04:   //单字节0x04寄存器I2C_TxData(i2c,0x14);break;case 0x81:   //双字节0x81寄存器低字节I2C_TxData(i2c,0x81);break;case 0x82:    //双字节0x82寄存器低字节I2C_TxData(i2c,0x82);break;case 0x83:    //双字节0x83寄存器低字节I2C_TxData(i2c,0x83);break;case 0x84:    //双字节0x84寄存器低字节I2C_TxData(i2c,0x84);break;default:I2C_TxData(i2c,0xFF);break;}  //---------------------------------------------------------------uiCounter1 = 0x00;while(I2C_ReadStatusFlag(i2c,I2C_FLAG_TXCF) == RESET && uiCounter1<48000){uiCounter1++;  //超时检测}//---------------------------------------------------------------if((uI2CData[1]&0x80)==0x80){ // Send Second Byteswitch(uI2CData[1]){case 0x81:   //双字节0x81寄存器高字节I2C_TxData(i2c,0x91);break;case 0x82:    //双字节0x82寄存器高字节I2C_TxData(i2c,0x92);break;case 0x83:    //双字节0x83寄存器高字节I2C_TxData(i2c,0x93);break;case 0x84:    //双字节0x84寄存器高字节I2C_TxData(i2c,0x94);break;default:I2C_TxData(i2c,0xFF);break;}  //---------------------------------------------------------------uiCounter1 = 0x00;while(I2C_ReadStatusFlag(i2c,I2C_FLAG_TXCF) == RESET && uiCounter1<48000){uiCounter1++;  //超时检测}//---------------------------------------------------------------}I2C_EnableGenerateStop(i2c);   //发停止信号P}}

2.6 从I2C1的中断处理过程

/*!* @brief       I2C interrupt service routine   ** @param       None** @retval      None** @note        This function need to put into I2C1_IRQHandler() in apm32f0xx_int.c*/
void  I2C_Isr(void)
{uint8_t udata;static uint16_t uiDir=0;static uint8_t uAddMatchFlag=0;if(I2C_ReadIntFlag(I2C1,I2C_INT_FLAG_ADDR) == SET){I2C_ConfigNumberOfBytes(I2C1, 1);I2C_ClearIntFlag(I2C1,I2C_INT_FLAG_ADDR);uAddMatchFlag=1;    //地址匹配标志置1udata = (uint8_t)I2C_RxData(I2C1);uiDir= (udata&0x01);if(uiDir==1){   // I2C1: slave enters transmitter mode.//udata=0xB0;}else{ // I2C1: slave enters receiver mode.uI2CRxPos=0;}}else if(I2C_ReadStatusFlag(I2C1,I2C_FLAG_RXBNE) == SET && uAddMatchFlag==1){/** I2C_ConfigNumberOfBytes is necessary*/I2C_ConfigNumberOfBytes(I2C1, 1);udata = (uint8_t)I2C_RxData(I2C1);uI2CData[uI2CRxPos]=udata;uI2CRxPos++;uI2CRxPos%=40;if(uI2CRxPos==3 && uI2CData[0]==SLAVEADDR0 && (uI2CData[0]|0x01)==uI2CData[2]){  //对本机的读指令uSlaveSendFlag = 1;//I2C_TxData(I2C1,0xFF);printf("%s\r\n",&uI2CData[1]); }else if(uI2CRxPos>2 && uI2CData[0]==SLAVEADDR0){    //对本机的写指令if((uI2CData[1]&0x80)==0 && uI2CRxPos==3){ //1Byte//--------------------------------------//请将数据写入相应的1Byte寄存器//...//--------------------------------------I2C_EnableGenerateStop(I2C1);    //发停止信号P}else if((uI2CData[1]&0x80)==0x80 && uI2CRxPos==4){ //1Word//--------------------------------------//请将数据写入相应的1Word寄存器//...//--------------------------------------I2C_EnableGenerateStop(I2C1);    //发停止信号P}}}else if(I2C_ReadIntFlag(I2C1,I2C_INT_FLAG_STOP) == SET && uAddMatchFlag==1){I2C_ClearIntFlag(I2C1,I2C_INT_FLAG_STOP);uAddMatchFlag =0;if(uI2CRxPos>0){printf("%s\r\n",&uI2CData[1]);   //串口输出I2C1收来的数据}uI2CRxPos=0;}}

2.7 主I2C2的中断处理过程

/*!* @brief       I2C interrupt service routine   ** @param       None** @retval      None** @note        This function need to put into I2C1_IRQHandler() in apm32f0xx_int.c*/
void  I2C2_Isr(void)
{uint8_t udata;static uint8_t uAdd2MatchFlag=0;    static uint8_t uI2C2RxPos=0;if(I2C_ReadIntFlag(I2C2,I2C_INT_FLAG_ADDR) == SET){I2C_ConfigNumberOfBytes(I2C2, 1);I2C_ClearIntFlag(I2C2,I2C_INT_FLAG_ADDR);uAdd2MatchFlag =1;uI2C2RxPos=0;}else if(I2C_ReadStatusFlag(I2C2,I2C_FLAG_RXBNE) == SET){#if(1)/** I2C_ConfigNumberOfBytes is necessary*/I2C_ConfigNumberOfBytes(I2C2, 1);udata = (uint8_t)I2C_RxData(I2C2);uI2C2Data[uI2C2RxPos]=udata;uI2C2RxPos++;uI2C2RxPos%=40;if(uI2C2RxPos==uSlaveSendLen) {I2C_EnableGenerateStop(I2C2);}#endif}else if(I2C_ReadIntFlag(I2C2,I2C_INT_FLAG_STOP) == SET){I2C_ClearIntFlag(I2C2,I2C_INT_FLAG_STOP);uAdd2MatchFlag =0;if(uI2C2RxPos>0){printf("%s\r\n",uI2C2Data);   //串口输出I2C2收来的数据}uI2C2RxPos =0;}}

2.8 按键的中断处理过程

/*!* @brief       BUTTON_KEY interrupt service routine   ** @param       None** @retval      None** @note        This function need to put into EINT0_1_IRQHandler()*              in apm32f0xx_int.c*/void APM_MINI_PB_I2C_Isr()
{//uint8_t uDataTx[]="Hello master\r\n";if(EINT_ReadStatusFlag(EINT_LINE1)==SET){EINT_ClearStatusFlag(EINT_LINE1);if(uButtonDownFlag==0){uButtonDownFlag = 1;uButtonCounter++;uButtonCounter%=5;//按键I2C主器件向从器件读写数据uSlaveReadData=I2C_MasterReadWrite(SLAVEADDR0,(0x00|uButtonCounter),0x8899,0x00); //写单字节(测试指令)//uSlaveReadData=I2C_MasterReadWrite(SLAVEADDR0,(0x00|uButtonCounter),0x8899,0x01);    //读单字节(测试指令)//uSlaveReadData=I2C_MasterReadWrite(SLAVEADDR0,(0x80|uButtonCounter),0x8899,0x00);    //写双字节(测试指令)//uSlaveReadData=I2C_MasterReadWrite(SLAVEADDR0,(0x80|uButtonCounter),0x8899,0x01);    //读双字节(测试指令)}}}

2.9 主程序的处理过程

/*!* @brief       Main program** @param       None** @retval      None** @note       */
int main(void)
{//uint16_t j=0;SystemClock_PLL_Init();    //PLL 初始化，将系统时钟调整到48MHzAPM_MINI_LEDInit(LED3);   //指示灯的初始化APM_MINI_PBInit(BUTTON_KEY1,BUTTON_MODE_EINT); //按键Key1的端口初始化APM_MINI_COMInit(COM1);   //串口1的初始化I2C2Init();    //主I2C初始化I2CInit(); //从I2C初始化//I2C_DATATX("TX=%s  Code = %d\r\n","test 4321",1);while(1){ /** Press the BUTTON_KEY1, slave will send data tomaster along with information that showed in serial port*///APM_MINI_LEDToggle(LED3);if(GPIO_ReadInputBit(GPIOA,GPIO_PIN_1)==BIT_SET){  //防按键重复检测到uButtonDownFlag = 0;}I2C_SlaveSendData(I2C1);    //从I2C返回主器件要求的数据}
}

2.10 完整的源代码请下载

https://download.csdn.net/download/kingpower2018/87458548?spm=1001.2014.3001.5503
源代码下载

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