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/*--------------------------文件說明----------------------------------
文件用途：TWI/I2C驅動,查詢方式，主機模式
原創者：SEE
修改者：linxiyiran
最后修改時間：2009.07.08
使用說明：調用最后6個API應用程序接口函數進行I2C讀寫
調試說明：ATmega16L+WinAVR-20090313+AVR studio 4 環境下調試通過。
注意事項：根據原創者意愿，如用于商業用途請注明文件來源。
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#ifndef I2C_H
#define I2C_H
//主機模式啟動狀態碼
#define I2C_START 0x08 //啟動總線
#define I2C_RESTART 0x10 //重新啟動總線
//主機發送模式狀態碼
#define I2C_MT_SLA_ACK 0x18 //SLA+W寫地址已發送，收到應答位
#define I2C_MT_SLA_NACK 0x20 //SLA+W寫地址已發送，收到非應答位
#define I2C_MT_DATA_ACK 0x28 //寫入數據已發送，收到應答位
#define I2C_MT_DATA_NACK 0x30 //寫入數據已發送，收到應答位
#define I2C_MT_ARB_LOST 0x38 //SLA+W或數據仲裁失敗
//主機接收模式狀態碼
#define I2C_MR_ARB_LOST 0x38 //SLA+R或NOT ACK的仲裁失敗
#define I2C_MR_SLA_ACK 0x40 //SLA+R已發送，收到應答位
#define I2C_MR_SLA_NACK 0x48 //SLA+R已發送，收到非應答位
#define I2C_MR_DATA_ACK 0x50 //接收到數據，應答位已返回
#define I2C_MR_DATA_NACK 0x58 //接收到數據，非應答位已返回
//從機接收模式狀態碼
#define I2C_SR_SLA_ACK 0x60 //自己的SLA+W已經被接收ACK已返回
#define I2C_SR_ARB_LOST_SLA_ACK 0x68 //SLA+R/W作為主機的仲裁失敗，自己的SLA+W已經被接收ACK已返回
#define I2C_SR_GCALL_ACK 0x70 //接收到廣播地址ACK已返回
#define I2C_SR_ARB_LOST_GCALL_ACK 0x78 //SLA+R/W作為主機的仲裁失敗，接收到廣播地址ACK已返回
#define I2C_SR_DATA_ACK 0x80 //以前以自己的SLA+W被尋址，數據已經被接收ACK已返回
#define I2C_SR_DATA_NACK 0x88 //以前以自己的SLA+W被尋址，數據已經被接收NOT ACK已返回
#define I2C_SR_GCALL_DATA_ACK 0x90 //以前以廣播方式被尋址，數據已經被接收ACK已返回
#define I2C_SR_GCALL_DATA_NACK 0x98 //以前以廣播方式被尋址，數據已經被接收NOT ACK已返回
#define I2C_SR_STOP 0xA0 //在以從機工作時接收到STOP或重復START
//從機發送模式狀態碼
#define I2C_ST_SLA_ACK 0xA8 //自己的SLA+R已經被接收ACK已返回
#define I2C_ST_ARB_LOST_SLA_ACK 0xB0 //SLA+R/W作為主機的仲裁失敗，自己的SLA+R已經被接收ACK已返回
#define I2C_ST_DATA_ACK 0xB8 //TWDR里數據已經被發送接收到ACK
#define I2C_ST_DATA_NACK 0xC0 //TWDR里數據已經被發送接收到NOT ACK
#define I2C_ST_LAST_DATA 0xC8 //TWDR的一字節數據已經發送（TWAE='0'）,接收到ACK
//其他狀態碼
#define I2C_NO_INFO 0xF8 //沒有相關的狀態信息，TWINT='0'
#define I2C_BUS_ERROR 0x00 //由于非法的START或STOP引起的總線錯誤
//定義SLA中讀寫控制位極性
#define I2C_READ 1
#define I2C_WRITE 0
#define I2CStart() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTA)|(1<<TWEN))
#define I2CStop() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWSTO)|(1<<TWEN))
#define I2C_STATUS (TWSR 0xf8)
#define I2CSendAck() (TWCR|=(1<<TWEA))
#define I2CSendNoAck() (TWCR=~(1<<TWEA))
#define I2CRcvNckByte() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN))
#define I2CRcvAckByte() (TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN)|(1<<TWEA))
//定義運行狀態返回值極性
#define I2C_ERR 0 //錯誤
#define I2C_CRR 1 //正確
//定義TWINT位置位查詢等待時間
#define WAITCOUNT 60 //3.6864M時，此處必須大于60，驗證得知小于60，程序均不能正常工作
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_Init
函數功能：TWI初始化
注意事項：（須根據具體情況設置）
提示說明：
輸入：
返回：
--------------------------------------------------------------------*/
void I2C_Init(void)
{
TWBR=0x0f; //波特率設置，必須大于 10
TWSR=0; //狀態寄存器初始化
//TWAR= //從機地址和通用呼叫設置,多CPU時使用
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_WaitINT
函數功能：等待TWINT位置位
注意事項：需定義 WAITCOUNT
提示說明：
輸入：
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_WaitINT(void)
{
unsigned int i=WAITCOUNT;
while(!(TWCR(1<<TWINT))) //等待TWINT置1
{if((--i)==0) return I2C_ERR;}
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_SendByte
函數功能：發送一字節數據
注意事項：
提示說明：
輸入：待發送數據
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
void I2C_SendByte(unsigned char x)
{
TWDR=(x);
TWCR=(1<<TWINT)|(1<<TWEN);
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C Start
函數功能：發出起始信號
注意事項：
提示說明：
輸入：
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_Start(void)
{
I2CStart(); //發出起始信號
if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR; //等待啟動完成
if( I2C_STATUS!=I2C_START ) //檢查是否啟動成功
return I2C_ERR; //啟動失敗，返回0
return I2C_CRR; //啟動成功，返回1
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C ReStart
函數功能：發出重復起始信號
注意事項：
提示說明：
輸入：
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_Restart(void)
{
I2CStart();
if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;
if( I2C_STATUS!=I2C_RESTART ) //檢查是否重復啟動成功
return I2C_ERR;
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_SendWrDAdr
函數功能：發送 7位器件寫地址: XXXX XXX0
注意事項：
提示說明：
輸入：寫地址
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_SendWrDAdr(unsigned char wrDAdr)
{
I2C_SendByte(wrDAdr); //設置器件寫地址
if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;
if( I2C_STATUS!=I2C_MT_SLA_ACK )
return I2C_ERR;
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_SendWrDAdr_
函數功能：發送 10位器件寫地址: 1111 0XX0, XXXX XXXX
注意事項：
提示說明：兼容發送 7位器件寫地址: XXXX XXX0
輸入：
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_SendWrDAdr_(unsigned int wrDAdr)
{
if( (wrDAdr0xF000) == 0xF000 ) //判斷是否為 10位器件地址
if( I2C_SendWrDAdr((unsigned char )wrDAdr>>8)==I2C_ERR ) //設置（高位）器件寫地址
return I2C_ERR;
if( I2C_SendWrDAdr( (unsigned char)wrDAdr )==I2C_ERR ) //設置（低位）器件寫地址
return I2C_ERR;
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_SendRdDAdr
函數功能：發送7位器件讀地址: XXXX XXX1
注意事項：
提示說明：
輸入：讀地址
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_SendRdDAdr(unsigned char rdDAdr)
{
I2C_SendByte(rdDAdr); //設置器件讀地址
if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;
if( I2C_STATUS!=I2C_MR_SLA_ACK )
return I2C_ERR;
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_SendRdDAdr_
函數功能：發送 10位器件讀地址: 1111 0XX0, XXXX XXXX
注意事項：
提示說明：兼容發送 7位器件讀地址: XXXX XXX1
輸入：
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_SendRdDAdr_(unsigned char rdDAdr)
{
if( (rdDAdr0xF000) == 0xF000 ) //判斷是否為 10位器件地址
if( I2C_SendWrDAdr( (unsigned char)rdDAdr>>8 )==I2C_ERR ) //設置（高位）器件讀地址
return I2C_ERR;
if( I2C_SendWrDAdr( (unsigned char)rdDAdr )==I2C_ERR ) //設置（低位）器件讀地址
return I2C_ERR;
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_SendDat
函數功能：I2C發送數據
注意事項：
提示說明：
輸入：待發送的字節數據
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_SendDat(unsigned char data)
{
I2C_SendByte(data);
if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;
if( I2C_STATUS!=I2C_MT_DATA_ACK )
return I2C_ERR;
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_RcvNAckDat
函數功能：I2C接收數據且不產生應答
注意事項：
提示說明：
輸入：接收數據存儲空間指針
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_RcvNAckDat(unsigned char *pRdDat)
{
I2CRcvNckByte();
if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;
if( I2C_STATUS!=I2C_MR_DATA_NACK )
return I2C_ERR;
*pRdDat=TWDR;
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_RcvAckDat
函數功能：I2C接收數據且產生應答
注意事項：
提示說明：
輸入：接收數據存儲空間指針
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_RcvAckDat(unsigned char *pRdDat)
{
I2CRcvAckByte();
if(!I2C_WaitINT()) return I2C_ERR;
if( I2C_STATUS!=I2C_MR_DATA_ACK )
return I2C_ERR;
*pRdDat=TWDR;
return I2C_CRR;
}
/*以下是API函數*/
//(Application Program Interface 應用程序接口）
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_Write(unsigned int wrDAdr,unsigned char wordAdr,unsigned char dat)
函數功能：I2C寫器件，寫一個字節
注意事項：
提示說明：
輸入：wrDAdr : write device-address 寫器件地址
wordAdr: word address 從地址
dat: data 數據
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_Write(unsigned int wrDAdr,unsigned char wordAdr,unsigned char dat)
{
if( I2C_Start()==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
//wrDAdr =0xfffe;
if( I2C_SendWrDAdr_((wrDAdr0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保證寫控制位正確
return I2C_ERR;
if( I2C_SendDat(wordAdr)==I2C_ERR )//從地址當作一般數據發送
return I2C_ERR;
if( I2C_SendDat(dat)==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
I2CStop();
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_Write_
函數功能：I2C寫器件，寫N個數據
注意事項：
提示說明：
輸入：wrDAdr : write device-address 寫器件地址
wordAdr: word address 從地址
*pWrDat: p->write data 寫入數據的指針
num : number 寫入數據個數
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_Write_(unsigned int wrDAdr,unsigned char wordAdr,
unsigned char *pWrDat,unsigned char num)
{
unsigned char i;
if( I2C_Start()==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
//wrDAdr =0xfffe;
if( I2C_SendWrDAdr_((wrDAdr0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保證寫控制位正確
return I2C_ERR;
if( I2C_SendDat(wordAdr)==I2C_ERR )//從地址當作一般數據發送
return I2C_ERR;
for(i=0;i<num;i++)
if( I2C_SendDat(*(pWrDat++))==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
I2CStop();
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_Read
函數功能：I2C讀器件，讀一個數據
注意事項：
提示說明：
輸入：rdDAdr : read device-address 讀器件地址
wordAdr: word address 從地址
*pRdDat: p->read data 讀取數據指針
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_Read(unsigned int rdDAdr,unsigned char wordAdr,unsigned char *pRdDat)
{
if( I2C_Start()==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
//rdDAdr =0xfffe;
if( I2C_SendWrDAdr_((rdDAdr0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保證寫控制位正確
return I2C_ERR;
if( I2C_SendDat(wordAdr)==I2C_ERR )//從地址當作一般數據發送。
return I2C_ERR;
if( I2C_Restart()==I2C_ERR )//重啟動
return I2C_ERR;
//rdDAdr =0xfffe;
if( I2C_SendRdDAdr((rdDAdr0xfffe)|I2C_READ)==I2C_ERR )//保證讀控制位正確
return I2C_ERR;
if( I2C_RcvNAckDat(pRdDat)==I2C_ERR )//接收數據
return I2C_ERR;
I2CStop();
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_Read_
函數功能：I2C讀器件，讀N個數據
注意事項：
提示說明：
輸入：rdDAdr : read device-address 讀器件地址
wordAdr: word address 字地址
*pRdDat: p->read data 讀取數據指針
num : number 讀取數據個數
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_Read_(unsigned int rdDAdr,unsigned char wordAdr,
unsigned char *pRdDat,unsigned char num)
{
unsigned char i;
if( I2C_Start()==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
//rdDAdr =0xfffe;
if( I2C_SendWrDAdr_((rdDAdr0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保證寫控制位正確
return I2C_ERR;
if( I2C_SendDat(wordAdr)==I2C_ERR )//從地址當作一般數據發送。
return I2C_ERR;
if( I2C_Restart()==I2C_ERR )//重啟動
return I2C_ERR;
//rdDAdr =0xfffe;
if( I2C_SendRdDAdr((rdDAdr0xfffe)|I2C_READ)==I2C_ERR )//保證讀控制位正確
return I2C_ERR;
for(i=0;i<num-1;i++) //接收數據
if( I2C_RcvAckDat(pRdDat+i)==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
if( I2C_RcvNAckDat(pRdDat+i)==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
I2CStop();
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_Write_direct
函數功能：I2C寫無從地址器件，寫一個字節
注意事項：
提示說明：
輸入：wrDAdr : write device-address 寫器件地址
dat: data 數據
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_Write_direct(unsigned int wrDAdr,unsigned char dat)
{
if( I2C_Start()==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
//wrDAdr =0xfffe;
if( I2C_SendWrDAdr_((wrDAdr0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )//保證寫控制位正確
return I2C_ERR;
if( I2C_SendDat(dat)==I2C_ERR )//直接寫數據
return I2C_ERR;
I2CStop();
return I2C_CRR;
}
/*--------------------------------------------------------------------
函數名稱：I2C_Read_direct
函數功能：I2C讀無從地址器件，讀一個數據
注意事項：
提示說明：
輸入：rdDAdr : read device-address 讀器件地址
*pRdDat: p->read data 讀取數據指針
返回：運行狀況 I2C_ERR ：錯誤 I2C_CRR :正確
--------------------------------------------------------------------*/
unsigned char I2C_Read_direct(unsigned int rdDAdr,unsigned char wordAdr,unsigned char *pRdDat)
{
if( I2C_Start()==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
//rdDAdr =0xfffe;
if( I2C_SendWrDAdr_((rdDAdr0xfffe)|I2C_WRITE)==I2C_ERR )
return I2C_ERR;
if( I2C_RcvNAckDat(pRdDat)==I2C_ERR )//直接讀數據
return I2C_ERR;
I2CStop();
return I2C_CRR;
}
#endif

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