【S32K146 RT-thread】之 GPIO 模拟I2C

andeyqi

之前通过S32K146 硬件I2C适配了RT-thread 的I2C的驱动框架(https://www.nxpic.org.cn/module/forum/thread-802563-1-1.html),但是S32K146 平台在只有一路硬件I2C控制器，如果要使用大于一路I2C，剩下的只能通过GPIO 来模拟，模拟I2C主要依赖PIN驱动，我们已经适配了PIN驱动(https://www.nxpic.org.cn/module/forum/thread-802577-1-1.html),基于PIN 驱动的基础上适配GPIO模拟I2C驱动只需要实现如下几个GPIO相关的函数即可.

1. #define SET_SDA(ops, val)   ops->set_sda(ops->data, val)
   
2. #define SET_SCL(ops, val)   ops->set_scl(ops->data, val)
   
3. #define GET_SDA(ops)        ops->get_sda(ops->data)
   
4. #define GET_SCL(ops)        ops->get_scl(ops->data)

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有了PIN 驱动的基础上述函数的实现就很容易了。

• set_sda 函数实现：
  

1. /**
   
2.   * @brief  This function sets the sda pin.
   
3.   * @param  data, state
   
4.   * @retval None
   
5.   */
   
6. static void s32k1xx_set_sda(void *data, rt_int32_t state)
   
7. {
   
8.     struct s32k1xx_soft_i2c_config* cfg = (struct s32k1xx_soft_i2c_config*)data;
   
9.    
   
10.     rt_pin_mode(cfg->sda, PIN_MODE_OUTPUT_OD);
    
11.    
    
12.     if (state)
    
13.     {
    
14.         rt_pin_write(cfg->sda, PIN_HIGH);
    
15.     }
    
16.     else
    
17.     {
    
18.         rt_pin_write(cfg->sda, PIN_LOW);
    
19.     }
    
20. }

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• set_scl 函数实现
  

1. /**
   
2.   * @brief  This function sets the scl pin.
   
3.   * @param  data, state
   
4.   * @retval None
   
5.   */
   
6. static void s32k1xx_set_scl(void *data, rt_int32_t state)
   
7. {
   
8.     struct s32k1xx_soft_i2c_config* cfg = (struct s32k1xx_soft_i2c_config*)data;
   
9.    
   
10.     rt_pin_mode(cfg->scl, PIN_MODE_OUTPUT_OD);
    
11.    
    
12.     if (state)
    
13.     {
    
14.         rt_pin_write(cfg->scl, PIN_HIGH);
    
15.     }
    
16.     else
    
17.     {
    
18.         rt_pin_write(cfg->scl, PIN_LOW);
    
19.     }
    
20. }

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• get_sda 函数适配
  

1. /**
   
2.   * @brief  This function gets the sda pin state.
   
3.   * @param  data
   
4.   * @retval None
   
5.   */
   
6. static rt_int32_t s32k1xx_get_sda(void *data)
   
7. {
   
8.     struct s32k1xx_soft_i2c_config* cfg = (struct s32k1xx_soft_i2c_config*)data;
   
9.    
   
10.     rt_pin_mode(cfg->sda, PIN_MODE_INPUT);
    
11.    
    
12.     return rt_pin_read(cfg->sda);
    
13. }

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• get_scl  函数适配
  

1. /**
   
2.   * @brief  This function gets the scl pin state.
   
3.   * @param  data
   
4.   * @retval None
   
5.   */
   
6. static rt_int32_t s32k1xx_get_scl(void *data)
   
7. {
   
8.     struct s32k1xx_soft_i2c_config* cfg = (struct s32k1xx_soft_i2c_config*)data;
   
9. 
   
10.     rt_pin_mode(cfg->scl,PIN_MODE_INPUT);
    
11. 
    
12.     return rt_pin_read(cfg->scl);
    
13. }
    

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从S32K146 的特性头文件可知PORT口 不支持开漏模式，读取scl/sda 接口需要将GPIO切换为输入模式，读取数据前需要切换为输出模式。

• 注册接口函数至系统
  

1. static const struct rt_i2c_bit_ops s32k1xx_bit_ops_default =
   
2. {
   
3.     .data     = RT_NULL,
   
4.     .set_sda  = s32k1xx_set_sda,
   
5.     .set_scl  = s32k1xx_set_scl,
   
6.     .get_sda  = s32k1xx_get_sda,
   
7.     .get_scl  = s32k1xx_get_scl,
   
8.     .udelay   = s32k1xx_udelay,
   
9.     .delay_us = 1,
   
10.     .timeout  = 100
    
11. };
    
12. 
    
13. /**
    
14.   * @brief  I2C initialization function
    
15.   * @param  None
    
16.   * @retval RT_EOK indicates successful initialization.
    
17.   */
    
18. int rt_hw_soft_i2c_init(void)
    
19. {
    
20.     rt_size_t obj_num = sizeof(i2c_obj) / sizeof(struct s32k1xx_i2c);
    
21.     rt_err_t result;
    
22. 
    
23.     for (int i = 0; i < obj_num; i++)
    
24.     {
    
25.         i2c_obj[i].ops = s32k1xx_bit_ops_default;
    
26.         i2c_obj[i].ops.data = (void*)&soft_i2c_config[i];
    
27.         i2c_obj[i].i2c2_bus.priv = &i2c_obj[i].ops;
    
28.         s32k1xx_i2c_gpio_init(&i2c_obj[i]);
    
29. 
    
30.         result = rt_i2c_bit_add_bus(&i2c_obj[i].i2c2_bus, soft_i2c_config[i].bus_name);
    
31. 
    
32.         RT_ASSERT(result == RT_EOK);
    
33. 
    
34.         s32k1xx_i2c_bus_unlock(&soft_i2c_config[i]);
    
35. 
    
36.         LOG_D("software simulation %s init done, pin scl: %d, pin sda %d",
    
37.         soft_i2c_config[i].bus_name,
    
38.         soft_i2c_config[i].scl,
    
39.         soft_i2c_config[i].sda);
    
40.     }
    
41. 
    
42.     return RT_EOK;
    
43. }
    
44. INIT_APP_EXPORT(rt_hw_soft_i2c_init);

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• 在RT-thread 系统中开启soft i2c 驱动框架
  

通过menuconfig 配置软件I2C pin 脚

• 使用i2c-tool 工具验证
  

基于之前适配的i2c-tool工具(https://www.nxpic.org.cn/module/forum/thread-802558-1-1.html)扫描节点验证发现可以正常通过gpio 模拟的i2c1总线节点读取到节点0x50,说明gpio 模拟的I2C已经正常工作了。

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NXP管管

感谢分享，100篇指日可待

andeyqi

NXP管管 发表于 2024-1-8 11:24
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