NRF52832学习笔记（19）——TWI(I2C)接口使用

作者: Leung_ManWah | 来源:发表于2020-05-26 14:55 被阅读0次

一、硬件连接

功能口	引脚
SCL	5
SDA	4

二、移植文件

注意：以下出现缺失common.h文件错误，去除即可。uint8改为uint8_t或unsigned char或自己宏定义
链接：https://pan.baidu.com/s/1ZXjGinAEGDFYyk3JCzYV3Q 提取码：4990
将 board_i2c.c 和 board_i2c.h 两个文件加入工程的Application文件夹下

2.1 board_i2c.c

/*********************************************************************
 * INCLUDES
 */
#include "nrf_drv_twi.h"
#include "app_util_platform.h"

#include "board_i2c.h"
#include "common.h"

static void twi_handleEvent(nrf_drv_twi_evt_t const *pEvent, void *pContext);
static void mergeRegisterAndData(uint8 *pTxBuf, uint8 regAddr, uint8 *pData, uint16 dataLen);

/*********************************************************************
 * LOCAL VARIABLES
 */
static const nrf_drv_twi_t s_twiHandle = NRF_DRV_TWI_INSTANCE(TWI_INSTANCE_ID);

volatile static bool s_twiTxDone = false;                   // 发送完成标志
volatile static bool s_twiRxDone = false;                   // 接收完成标志   

static uint8 s_twiWriteDataBuffer[TWI_MAX_NUM_TX_BYTES];

/*********************************************************************
 * PUBLIC FUNCTIONS
 */
/**
 @brief TWI(I2C)驱动初始化
 @param 无
 @return 无
*/
void I2C_Init(void)
{
    uint32 errCode;
    
    // 初始化TWI配置结构体
    const nrf_drv_twi_config_t twiConfig =
    {
        .scl                = BOARD_TWI_SCL_IO,             // 配置TWI SCL引脚
        .sda                = BOARD_TWI_SDA_IO,             // 配置TWI SDA引脚
        .frequency          = NRF_TWI_FREQ_400K,            // 配置TWI时钟频率
        .interrupt_priority = APP_IRQ_PRIORITY_HIGH         // TWI中断优先级设置
    };
    
    // 初始化TWI
    errCode = nrf_drv_twi_init(&s_twiHandle, &twiConfig, twi_handleEvent, NULL);
    APP_ERROR_CHECK(errCode);
    
    // 使能TWI
    nrf_drv_twi_enable(&s_twiHandle);
}

/**
 @brief TWI(I2C)写数据函数
 @param slaveAddr -[in] 从设备地址
 @param regAddr -[in] 寄存器地址
 @param pData -[in] 写入数据
 @param dataLen -[in] 写入数据长度
 @return 错误码
*/
uint16 I2C_WriteData(uint8 slaveAddr, uint8 regAddr, uint8 *pData, uint16 dataLen)
{
    // This burst write function is not optimal and needs improvement.
    // The new SDK 11 TWI driver is not able to do two transmits without repeating the ADDRESS + Write bit byte
    uint32 errCode;
    uint32 timeout = TWI_TIMEOUT;
    // Merging MPU register address and p_data into one buffer.
    mergeRegisterAndData(s_twiWriteDataBuffer, regAddr, pData, dataLen);
    // Setting up transfer
    nrf_drv_twi_xfer_desc_t xferDesc;
    xferDesc.address = slaveAddr;
    xferDesc.type = NRF_DRV_TWI_XFER_TX;
    xferDesc.primary_length = dataLen + 1;
    xferDesc.p_primary_buf = s_twiWriteDataBuffer;

    // Transferring
    errCode = nrf_drv_twi_xfer(&s_twiHandle, &xferDesc, 0);

    while((!s_twiTxDone) && --timeout);
    if(!timeout)
    {
        return NRF_ERROR_TIMEOUT;
    }
    s_twiTxDone = false;

    return errCode; 
}

/**
 @brief TWI(I2C)读数据函数
 @param slaveAddr -[in] 从设备地址
 @param regAddr -[in] 寄存器地址
 @param pData -[in] 读出数据
 @param dataLen -[in] 读出数据长度
 @return 错误码
*/
uint16 I2C_ReadData(uint8 slaveAddr, uint8 regAddr, uint8 *pData, uint16 dataLen)
{
    uint32 errCode;
    uint32 timeout = TWI_TIMEOUT;

    errCode = nrf_drv_twi_tx(&s_twiHandle, slaveAddr, &regAddr, 1, false);
    if(errCode != NRF_SUCCESS)
    {
        return errCode;
    }

    while((!s_twiTxDone) && --timeout); 
    if(!timeout)
    {
        return NRF_ERROR_TIMEOUT;
    }
    s_twiTxDone = false;

    errCode = nrf_drv_twi_rx(&s_twiHandle, slaveAddr, pData, dataLen);
    if(errCode != NRF_SUCCESS)
    {
        return errCode;
    }

    timeout = TWI_TIMEOUT;
    while((!s_twiRxDone) && --timeout);
    if(!timeout)
    {
        return NRF_ERROR_TIMEOUT;
    }
    s_twiRxDone = false;
    
    return errCode;
}

/**
 @brief 开启TWI(I2C)
 @param 无
 @return 无
*/
void I2C_Enable(void)
{
    nrf_drv_twi_enable(&s_twiHandle);
}

/**
 @brief 禁用TWI(I2C)
 @param 无
 @return 无
*/
void I2C_Disable(void)
{
    nrf_drv_twi_disable(&s_twiHandle);
}


/*********************************************************************
 * LOCAL FUNCTIONS
 */
/**
 @brief TWI事件处理函数
 @param pEvent -[in] TWI事件
 @return 无
*/
static void twi_handleEvent(nrf_drv_twi_evt_t const *pEvent, void *pContext)
{
    // 判断TWI事件类型
    switch(pEvent->type)
    {
        // 传输完成事件
        case NRF_DRV_TWI_EVT_DONE:
            switch(pEvent->xfer_desc.type)
            {
                case NRF_DRV_TWI_XFER_TX:
                    s_twiTxDone = true;
                    break;
                case NRF_DRV_TWI_XFER_TXTX:
                    s_twiTxDone = true;
                    break;
                case NRF_DRV_TWI_XFER_RX:
                    s_twiRxDone = true;
                    break;
                case NRF_DRV_TWI_XFER_TXRX:
                    s_twiRxDone = true;
                    break;
                default:
                    break;
            }
            break;
        
        case NRF_DRV_TWI_EVT_ADDRESS_NACK:
            break;
        
        case NRF_DRV_TWI_EVT_DATA_NACK:
            break;
        
        default:
            break;
    }   
}

/**
 @brief 合并寄存器地址和待写入数据
 @param pTxBuf -[in] 写入缓冲区
 @param regAddr -[in] 寄存器地址
 @param pData -[in] 写入数据
 @param dataLen -[in] 写入数据长度
 @return 无
*/
static void mergeRegisterAndData(uint8 *pTxBuf, uint8 regAddr, uint8 *pData, uint16 dataLen)
{
    pTxBuf[0] = regAddr;
    memcpy((pTxBuf + 1), pData, dataLen);
}

/****************************************************END OF FILE****************************************************/

2.2 board_i2c.h

#ifndef _BOARD_I2C_H_
#define _BOARD_I2C_H_

/*********************************************************************
 * INCLUDES
 */
#include "common.h"

/*********************************************************************
 * DEFINITIONS
 */
// TWI驱动程序实例ID,ID和外设编号对应，0:TWI0 1:TWI1
#define TWI_INSTANCE_ID                 0

#define BOARD_TWI_SCL_IO                5       // 时钟线引脚  
#define BOARD_TWI_SDA_IO                4       // 数据线引脚

#define TWI_MAX_NUM_TX_BYTES            14      // TWI TX buffer size
#define TWI_TIMEOUT                     10000 

/*********************************************************************
 * API FUNCTIONS
 */
void I2C_Init(void);
uint16 I2C_WriteData(uint8 slaveAddr, uint8 regAddr, uint8 *pData, uint16 dataLen);
uint16 I2C_ReadData(uint8 slaveAddr, uint8 regAddr, uint8 *pData, uint16 dataLen);
void I2C_Enable(void);
void I2C_Disable(void);

#endif /* _BOARD_I2C_H_ */

三、API调用

需包含头文件 board_i2c.h

I2C_Init

功能	初始化I2C驱动
函数定义	void I2C_Init(void)
参数	无
返回	无

I2C_WriteData

功能	I2C写入数据
函数定义	I2C_WriteData(uint8 slaveAddr, uint8 regAddr, uint8 *pData, uint16 dataLen)
参数	slaveAddr：从地址 regAddr：寄存器地址 pData：写入数据 dataLen：写入数据长度
返回	无

I2C_ReadData

功能	I2C读出数据
函数定义	I2C_ReadData(uint8 slaveAddr, uint8 regAddr, uint8 *pData, uint16 dataLen)
参数	slaveAddr：从地址 regAddr：寄存器地址 pData：读出数据 dataLen：读出数据长度
返回	无

I2C_Enable

功能	开启I2C，实现低功耗配合I2C_Disable使用
函数定义	void I2C_Enable(void)
参数	无
返回	无

I2C_Disable

功能	禁用I2C，实现低功耗配合I2C_Enable使用
函数定义	void I2C_Disable(void)
参数	无
返回	无

四、SDK配置

点击 sdk_config.h 文件

选择 Configuration Wizard

nRF_Drivers 中勾选TWI及TWIM相关选项

在 nRF_Drivers 中添加文件

五、使用例子

1）添加头文件

#include "board_i2c.h"

2）添加初始化代码（SDK15.3 中 ble_peripheral 的 ble_app_template 工程 main() 函数中）
加入 i2c_Init() 并在初始化后调用 I2C_Disable 进入低功耗，在需要用I2C时调用 I2C_Enable 开启I2C 注意：I2C开启到读取数据至少延迟20毫秒

int main(void)
{
    bool erase_bonds;

    /*-------------------------- 外设驱动初始化 ---------------------------*/
    // Initialize.
    log_init();                                                                 // 日志驱动初始化                                                                  
    timers_init();                                                              // 定时器驱动初始化（在此加入自定义定时器）
    I2C_Init();
    
    /*-------------------------- 蓝牙协议栈初始化 ---------------------------*/
    power_management_init();
    ble_stack_init();                                                           // 协议栈初始化
    gap_params_init();
    gatt_init();
    advertising_init();                                                         // 广播初始化
    services_init();                                                            // 服务初始化
    conn_params_init();                                                         // 连接参数初始化
    peer_manager_init();
    
    /*-------------------------- 开启应用 ---------------------------*/
    // Start execution.
    NRF_LOG_INFO("Template example started."); 
    advertising_start(erase_bonds);                                             // 开启广播 
    application_timers_start();                                                 // 定时器应用开启（在此开启自定义定时器）  
    I2C_Disable();                                                              // 禁用I2C，进入低功耗模式
    
    // Enter main loop.
    for(;;)
    {
        idle_state_handle();
    }
}

3）写入数据

#define BMA4_I2C_ADDR_PRIMARY   UINT8_C(0x18)
#define BMA4_FIFO_CONFIG_0_ADDR     UINT8_C(0X48)

uint8 value = 0x02;
I2C_WriteData(BMA4_I2C_ADDR_PRIMARY, BMA4_FIFO_CONFIG_0_ADDR, &value, 1);

4）读出数据

I2C_Enable();
DelayMs(20);                                                    // I2C开启到读取数据至少延迟20毫秒
I2C_ReadData(BMA4_I2C_ADDR_PRIMARY, BMA4_INT_STAT_0_ADDR, &value, 1);
I2C_Disable();

• 由 Leung 写于 2020 年 5 月 26 日

• 参考：青风电子社区
　　　　 Nordic系列芯片讲解五（ Nordic sdk中nrf_drv_twi的使用）

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四、SDK配置

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