集成电路总线(IIC)¶

1、IIC概述¶

IIC总线是用于芯片之间连接的一种双线双向的串行总线。IIC总线由一根串行数据线（SDA）和一根串行时钟线（SCL）组成。允许多个Master 和多个Slave设备共享总线。任何时刻总线只能由一个主设备控制，当从设备空闲时总线启动数据传输。它包括总线冲突检查和仲裁机制，以保证当多个主机试图控制总线时，数据不会丢失。该总线特别适合于多个器件之间的短距离通信。I²C总线的标准速率为100kbit/s，快速模式为400kbit/s。

CI14LP芯片共有IIC0、IIC1两组IIC控制器，支持主机/从机、轮询/中断/DMA多种工作模式，并支持SMBus扩展（PEC校验、ARP地址解析）。

2、IIC时序¶

2.1、基础简介¶

SDA（串行数据线，双向 I/O 线）
SCL （串行时钟线，由master提供）
可编程器件既可作为 master 也可作为 slave
master（主机，start信号传送，时钟产生者，stop信号传送）
slave（从机，被寻址的器件均被认为是从器件）
ACK （接收到数据）
NACK（未接收到数据、或告诉发送者停止发送）

2.2、I2C总线物理拓扑图¶

总线可连接多个器件，每个连到总线的器件都有唯一的地址，同一时刻只允许有一个master发起请求。

3、API¶

3.1 常用接口¶

函数名	描述
iic_master_polling_init	Master 轮询方式初始化（配置速率、超时）
iic_master_polling_send	Master 轮询方式发送数据
iic_master_polling_recv	Master 轮询方式接收数据
iic_master_txrx_msg	Master 多条消息（写后读组合）传输

3.2 中断模式接口¶

函数名	描述
iic_master_interrupt_init	Master 中断方式初始化
iic_master_interrupt_send	Master 中断方式发送数据（回调逐字节取数）
iic_master_interrupt_recv	Master 中断方式接收数据（回调逐字节收数）
iic_slave_interrupt_init	Slave 中断方式初始化（含从机地址）
iic_slave_interrupt_send	Slave 中断方式发送数据
iic_slave_interrupt_recv	Slave 中断方式接收数据

3.3 DMA模式接口¶

函数名	描述
iic_dma_config	IIC DMA方式初始化（含TX/RX FIFO触发长度）
iic_dma_start	启动一次DMA传输（指定方向）

3.4 SMBus及配置接口¶

函数名	描述
iic_pec_enable	PEC（数据校验）使能
iic_smbus_type	SMBus类型（Device/Host）
iic_smbus_mode	SMBus/IIC模式选择
iic_arp_enable	ARP地址解析使能
iic_config_slave_addr	配置从机地址
iic_filt_width_set	SDA/SCL毛刺滤波宽度设置（cycle）
i2c_master_send_recv	兼容旧驱动：先写后读组合传输

4、关键类型¶

类型	说明
iic_base_t	控制器选择：IIC0、IIC1、IIC_NULL
iic_timeout_t	超时选择：LONG_TIME_OUT（0x5FFFFF）、SHORT_TIME_OUT（0xFFFF）
iic_ack_type_t	ACK状态：IIC_ACKTYPE_ERR / ACK / NACK
iic_send_state_t	发送状态：IIC_SENDSTATE_OK / STOP / NOTIFY
iic_txrx_t	传输方向：IIC_M_WRITE、IIC_M_READ
iic_txrxfifolevel_t	DMA触发byte长度：IIC_TXRX_FIFO_LEVEL_1 ~ 16
iic_smbus_type_t	SMBUS类型：IIC_SMBUS_TYPE_DEVICE / HOST
iic_smbus_mode_t	SMBUS模式：IIC_SMBUS_MODE_IIC / SMBUS
iic_txrx_msg_t	多消息传输结构体（buf、size、txrx、read_size/write_size）
master_send_cb_t / master_recv_cb_t	中断模式master发送/接收回调函数指针
slave_send_cb_t / slave_recv_cb_t	中断模式slave发送/接收回调函数指针

SMBUS设备地址默认为 IIC_SMBUS_DEVICE_ADDR（0x61），主机地址为 IIC_SMBUS_HOST_ADDR（0x08）。

5、示例¶

1) 以下代码以Master轮询方式向从机地址0x50的器件写入10字节数据：

#include "ci14lp_iic.h"

void iic_master_write_demo(void)
{
    char write_buf[10] = {0};
    uint8_t last_ack_flag = 0;

    //IIC0 Master初始化，速率100K，长超时
    iic_master_polling_init(IIC0, 100000, LONG_TIME_OUT);

    //向从机0x50写10字节数据
    iic_master_polling_send(IIC0, 0x50, write_buf, 10, &last_ack_flag);
}

2) 以下代码以Master轮询方式先写入寄存器地址，再读取数据（写后读组合传输）：

#include "ci14lp_iic.h"

void iic_master_write_read_demo(void)
{
    char reg_addr = 0x10;
    char read_buf[8] = {0};
    iic_txrx_msg_t msgs[2];

    //第一条消息：写寄存器地址
    msgs[0].buf = &reg_addr;
    msgs[0].size = 1;
    msgs[0].txrx = IIC_M_WRITE;
    msgs[0].write_size = 1;

    //第二条消息：读数据
    msgs[1].buf = read_buf;
    msgs[1].size = 8;
    msgs[1].txrx = IIC_M_READ;
    msgs[1].read_size = 8;

    iic_master_polling_init(IIC0, 400000, LONG_TIME_OUT);
    iic_master_txrx_msg(IIC0, 0x50, msgs, 2);
}

3) 以下代码以Master中断方式接收数据（回调中处理每个字节）：

#include "ci14lp_iic.h"

static bool master_recv_process(char data, bool stop)
{
    //处理接收到的每个字节，返回true继续接收
    mprintf("recv: 0x%x\n", (uint8_t)data);
    return true;
}

void iic_master_interrupt_demo(void)
{
    iic_master_interrupt_init(IIC0, 100000, LONG_TIME_OUT);
    iic_master_interrupt_recv(IIC0, 0x50, master_recv_process);
}

6、其它¶

使用IIC引脚前，需要通过GPIO复用接口（gpio_set_pad_reuse）将对应管脚配置为IIC功能，并将引脚配置为开漏模式（gpio_set_pad_open_drain），外接上拉电阻。
中断模式下需要使能对应中断号（IIC0_IRQn / IIC1_IRQn）并调用 eclic_irq_enable，中断服务函数 iic0_irq_handler / iic1_irq_handler 已在驱动内部实现。
轮询接口在超时（iic_timeout_t）后返回错误，长时间等待建议使用中断或DMA模式。

7、API 参考¶

本模块接口声明于 driver\ci14lp_chip_driver\inc\ci14lp_iic.h，实现位于 driver\ci14lp_chip_driver\src\ci14lp_iic.c。