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一、硬件原理图分析
I2C 主要涉及到两个引脚，分别是 SCL 和 SDA，既然是涉及 IO，那就需要知道哪两个引脚可以被复用为 SCL 和 SDA。
首先看底板上的 I2C 模块。我们发现，IMX.6ULL 有两个 I2C 控制器，分别是 I2C1 和 I2C2。假设我们要使用 I2C1 。
然后再看底板上的 I2C 模块连接到了核心板上的哪些引脚。
最后就是找到和 UART4_TXD、UART4_RXD 相关的复用寄存器。
① TXD 相关（复用为SCL）
- IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_TX_DATA
- IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART4_TX_DATA
② RXD 相关（复用为 SDA）
- IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_RX_DATA
- IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART4_RX_DATA
二、IO 复用寄存器解析
IO 初始化就涉及到两方面，一个是指定复用为哪个功能，一个是配置复用引脚的电气属性，电气属性的初值和之前一样，设为 0x10B0。
- IO 复用
- IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_TX_DATA（复用为 SCL）
- IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_RX_DATA（复用为 SDA）
- 配置电气属性
- IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART4_TX_DATA（初值为 0x70B0）
- IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART4_RX_DATA（初值为 0x70B0）
/*************** SCL复用初始化 ******************/
寄存器(基地址): IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_TX_DATA (0x20E00B4)
寄存器(基地址): IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART4_TX_DATA (0x20E0340)
初始化操作:
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_TX_DATA &=~ (0xF); // 低4位清零
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_TX_DATA |= 1; // 复用为I2C1_SCL
IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART4_TX_DATA = 0x70B0;
/*************** SDA复用初始化 ******************/
寄存器(基地址): IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_RX_DATA (0x20E00B8)
寄存器(基地址): IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART4_RX_DATA (0x20E0344)
初始化操作:
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_RX_DATA &=~ (0xF); // 低4位清零
IOMUXC_SW_MUX_CTL_PAD_UART4_RX_DATA |= 1; // 复用为I2C1_SDA
IOMUXC_SW_PAD_CTL_PAD_UART4_RX_DATA = 0x70B0;三、I2C 寄存器解析
3.1 时钟配置
早在学习 CCM 配置时钟主频的时候，就已经配置过该寄存器了。 CSCMR1[PERCLK_PODF] 配置为 1 分频时，IPG_CLK_ROOT = PERCLK_CLK_ROOT = 66 MHz。
配置方式参考：IPG_CLK 配置
3.2 I2C1_IADR（设置从机地址）
如果当前设备是从机，才需要设置 I2C1_IADR 寄存器。如果当前设备是主机，设置的是I2C1_I2DR 寄存器。
寄存器: I2C1_IADR
基地址: 0x21A0000
地址设置:
I2C1_IADR = 0; // 地址清零
I2C1_IADR |= address; // address 表示从机地址3.3 I2C1_IFDR（设置分频值）
在 I2C 控制器内部还可以再次分频，时钟源就是 PERCLK_CLK_ROOT = IPG_CLK_ROOT = 66 MHz。标准模式下， I2C 传输速度最高可达 100 kbit/s，那么分频数 = 66000000 / 100000 = 660
我们要在下面这个表中找到分频数最接近 660 的，我们发现最接近的就是 640，因此寄存器要设置的值可以是 0x15、0x38
寄存器: I2C1_IFDR
基地址: 0x21A0004
地址设置:
I2C1_IFDR = 0x15; // 分频值为 640 3.4 I2C1_I2CR（I2C使能、中断控制）
bit 2: 产生一次重复启动。一般是主机用于修改通信方向或通信地址。如果总线已经被占用，却不是被当前设备占用，此时无法发送（0: 不重复启动 1: 产生一次重复启动）
bit 3: 发送应答。（0: 发送一次应答，相当于ACK=0 1: 不发送应答，相当于ACK=1）
bit 4: 设置通信方向。本质是在表明接下来要向 DR 寄存器读数据还是向 DR 寄存器写数据（0: 接收(读) 1: 发送(写) ）
bit 5: 当前设备是主机还是从机。该位一旦被置1，相当于发出了要占用主线的开始信号。如果有多主机参与总线占用，会发生仲裁，当前设备如果仲裁失败，当前位会被清零（0: 从机 1: 主机）
bit 6: I2C 中断使能（0: 禁用 1: 使能）
bit 7: I2C 使能（0: 禁用 1: 使能）
// 一开始不会初始化所有的位，一些位只有在实际使用才会被设置
寄存器: I2C1_I2CR
基地址: 0x21A0008
相关操作:
/*
* 发送开始信号（抢占总线，让自己成为主机）
* bit 4: 1 发送
* bit 5: 1 主机
*/
I2C1_I2CR |= ((1 << 4) | (1 << 5));
/*
* 发送重复开始信号（总线已经被占用，而且必须是当前设备占用总线，才能发送重复开始信号）
* bit 2: 1 产生一次重复开始信号
* bit 4: 1 发送
*/
I2C1_I2CR |= ((1 << 2) | (1 << 4));
/*
* 产生一个停止信号
* bit 3: 0 产生一个ACK
* bit 4: 0 接收（要产生一个ACK，当前设备必须为接收模式）
* bit 5: 0 从机
*/
I2C1_I2CR &= ~((1 << 3) | (1 << 4) | (1 << 5));3.5 I2C1_I2SR（保存通信状态）
bit 0: 收到了ACK/NACK（0: 收到的是ACK 1: 收到的是NACK）
bit 1: 是否有I2C中断挂起。下面是触发中断的三种情况（0: 无中断挂起 1: 有中断挂起）
- 一个字节的数据传输完成
- 从机接收的模式下，与主机发送的地址匹配
- 仲裁失败，丢失总线占用权
bit 2: 当前通信方向（0: 从机接收，主机发送 1: 从机发送，主机接收）
bit 4: 仲裁是否失败。和上面I2CR 的 bit 5 不一样，这里就是纯粹的获取仲裁结果。
以下三种情况会被判为仲裁失败，该位的状态由硬件控制，软件不可设置（0: 仲裁没有失败 1: 仲裁失败，丢失主线控制权）
- 总线被占用时，发送开始信号
- 当前设备为从机，请求重复启动
- 主机没有发送停止信号，但是却检测到了停止信号
bit 5: I2C 总线是否空闲（0: 总线空闲 1: 总线被占用）
bit 6: 当前设备是否为从机。如果当前设备是从机，需要根据 I2SR 的 bit 2 获取当前的通信方向，并设置 I2CR 寄存器的对应位，即bit 4（0: 当前设备没有被定位 1: 当前设备被指定为从机）
bit 7: 当前数据传输状态。其实就是判断 DR寄存器是否可以用于下一次传输。（0: 数据传输中 1: 传输完成，当时钟的第9个周期的下降沿出现时，才会被置 1）
注意：每一次的传输数据，无论是发送还是接收，在使用 DR 寄存器之前，需要先等待 DR 寄存器可用，类似于一种初始化操作。
- bit 1：数据是否传递完毕
- bit 7：DR 寄存器是否可以被用于下一次传输
寄存器: I2C1_I2SR
基地址: 0x21A000C
3.6 I2C1_I2DR（地址 / 数据传输）
如果当前设备是接收方，该寄存器保存的是接收到的数据；如果当前设备是发送方，该寄存器保存的是要被发送的数据。
寄存器: I2C1_I2DR
基地址: 0x21A0010
四、 AP3216C 解析
AP3216C 是一个三合一的集成模块，集成了 ALS（光传感器）、PS（接近传感器）、IR（红外LED），兼容I2C 接口。
AP3216C 参考手册给出了系统寄存器以及ALS、PS、IR各个模块的详细寄存器配置，系统配置主要是要启用哪些模块，以及不同模块获取到的数据；如果要对某个模块的细微调整，那就要查看各个模块的详细寄存器配置了。
1、功能选择（0x00 — bit2:0）
System Configure 寄存器占一个字节，地址为 0x00
其中bit 2:0 可以控制三个模块的开启与关闭
2、IR + PS
IR一般和PS搭配使用，IR 数据占 10 bit，PS 数据也是占 10 bit。
① IR Data：保存的是当前环境下的红外光强度。0x0A 和 0x0B 所在寄存器大小为一个字节
② PS Data：保存物体当前的位置。0x0E 和 0x0F 所在寄存器大小为一个字节
3、ALS
ALS 数据占 16 bit，保存的是环境光强度。0x0C 和 0x0D 所在寄存器大小为一个字节
