3 －－ I2C数据发送／接收移位寄存器

fs4412的i2c总线上挂载了mpu6050

mpu6050每次读取或者要写入数据时，必须先告知从设备要操作的内部寄存器地址（RA），然后紧跟着读取或者写入数据（DATA），内部寄存器的配置和读取一次最多1个data，交互时序如下：

【注意】上述两个时序非常重要，下面我们编写基于linux的驱动编写i2c＿msg还要再依赖他。

上述简化时序的术语解释如下

【寄存器使用规则】

下面先提前讲一下具体应用中如何启动和恢复IIC的传输启动或恢复4412的I2C传输有以下两种方法。1） 当IICCON［4］即中断状态位为0时，通过写IICSTAT寄存器启动I2C操作。有以下两种情况。

1－－在主机模式，令IICSTAT［5：4］等于0b11，将发出S信号和IICDS寄存器的数据（寻址），令IICSTAT［5：4］等于0b01，将发出P信号。2－－在从机模式，令IICSTAT［4］等于1将等待其他主机发出S信号及地址信息。

2）当IICCON［4］即中断状态为1时，表示I2C操作被暂停。在这期间设置好其他寄存器之后，向IICCON［4］写入0即可恢复I2C操作。所谓“设置其他寄存器”，有以下三种情况：

1－－对于主机模式，可以按照上面1的方法写IICSTAT寄存器，恢复I2C操作后即可发出S信号和IICDS寄存器的值（寻址），或发出P信号。2－－对于发送器，可以将下一个要发送的数据写入IICDS寄存器中，恢复I2C操作后即可发出这个数据。3－－对于接收器，可以从IICDS寄存器读出接收到的数据。最后向IICCON［4］写入0的同时，设置IICCON［7］以决定是否在接收到下一个数据后是否发出ACK信号。MPU6050

MPU－6000（6050）为全球首例整合性6轴运动处理组件，相较于多组件方案，免除了组合陀螺仪与加速器时间轴之差的问题，减少了大量的封装空间。当连接到三轴磁强计时，MPU－60X0提供完整的9轴运动融合输出到其主I2C或SPI端口（SPI仅在MPU－6000上可用）。

MPU－6000（6050）的角速度全格感测范围为±250、±500、±1000与±2000°／sec （dps），可准确追踪快速与慢速动作，并且，用户可程式控制的加速器全格感测范围为±2g、±4g±8g与±16g。

产品传输可透过最高至400kHz的IIC或最高达20MHz的SPI（MPU－6050没有SPI）。

电路图

【MPU6050硬件电路图】（实际板子电路图不一定和下面一样，具体问题具体分析，本例参考exynos－fs4412开发板）

1 AD0接地的  值为 0

所以从设备地址为0x68；

2 SCL、SDA连接的i2c＿SCL5、i2c＿SDA5

由此可得这两个信号线复用了GPIO的GPB的2、3引脚；

3 查阅exynos4412 datasheet 6．2．2 Part 1可得

所以设置GPIO 的 GPB     【15：8】＝ 0x33 即可。

MPU6050内部寄存器

mpu6050内部寄存器的使用，参考datasheet《MPU－6000 and MPU－6050Register Map and Descriptions Revision 4．0 》。

Mpu6050内部有100多个寄存器。比如：

这个寄存器是用来设置加速度属性的，当bit［4：3］ 设置为0，表示3个轴的加速度量程最大为±2g。

mpu6050的内部寄存器非常多，并不需要每一个寄存器都需要搞懂，在如下代码实例中，我已经列举出常用的寄存器以及他们的典型值，其他的寄存器不再一一介绍。

下面是个IIC总线实例：

用IIC总线实现CPU与MPU－6050的数据查询

具体代码如下：

／＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
／／ MPU6050常用内部地址，以下地址在mpu6050内部
／＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
＃define SMPLRT＿DIV  0x19 ／／陀螺仪采样率，典型值：0x07（125Hz）
＃define CONFIG   0x1A ／／低通滤波频率，典型值：0x06（5Hz）
＃define GYRO＿CONFIG  0x1B ／／陀螺仪自检及测量范围，典型值：0x18（不自检，2000deg／s）
＃define ACCEL＿CONFIG 0x1C ／／加速计自检、测量范围及高通滤波频率，典型值：0x01（不自检，2G，5Hz）
＃define ACCEL＿XOUT＿H 0x3B
＃define ACCEL＿XOUT＿L 0x3C
＃define ACCEL＿YOUT＿H 0x3D
＃define ACCEL＿YOUT＿L 0x3E
＃define ACCEL＿ZOUT＿H 0x3F
＃define ACCEL＿ZOUT＿L 0x40
＃define TEMP＿OUT＿H  0x41
＃define TEMP＿OUT＿L  0x42
＃define GYRO＿XOUT＿H  0x43
＃define GYRO＿XOUT＿L  0x44
＃define GYRO＿YOUT＿H  0x45
＃define GYRO＿YOUT＿L  0x46
＃define GYRO＿ZOUT＿H  0x47
＃define GYRO＿ZOUT＿L  0x48
＃define PWR＿MGMT＿1  0x6B ／／电源管理，典型值：0x00（正常启用）
＃define WHO＿AM＿I  0x75 ／／IIC地址寄存器（默认数值0x68，只读）
＃define SlaveAddress 0xD0 ／／IIC写入时的地址字节数据，＋1为读取
typedef struct ｛
       unsigned int CON；
       unsigned int DAT；
       unsigned int PUD；
       unsigned int DRV；
       unsigned int CONPDN；
       unsigned int PUDPDN；
｝gpb；
＃define GPB （＊ （volatile gpb ＊）0x11400040）
typedef struct ｛
       unsigned int I2CCON；
       unsigned int I2CSTAT；
       unsigned int I2CADD；
       unsigned int I2CDS；
       unsigned int I2CLC；
｝i2c5；
＃define  I2C5 （＊ （volatile i2c5 ＊）0x138B0000 ）
void mydelay＿ms（int time）
｛
 int i， j；
 while（time－－）
 ｛
   for （i ＝ 0； i ＜ 5； i＋＋）
     for （j ＝ 0； j ＜ 514； j＋＋）；
 ｝
｝
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
＊ ＠brief            iic read a byte program body
＊ ＠param［in］    slave＿addr， addr， ＆data
＊ ＠return         None
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
void iic＿read（unsigned char slave＿addr， unsigned char addr， unsigned char ＊data）
｛
 根据mpu6050的datasheet，要读取数据必须先执行写操作：写入一个从设备地址，
 然后执行读操作，才能读取到该内部寄存器的内容
 I2C5．I2CDS ＝ slave＿addr； ／／将从机地址写入I2CDS寄存器中
 I2C5．I2CCON ＝ （1 ＜＜ 7）｜（1 ＜＜ 6）｜（1 ＜＜ 5）； ／／设置时钟并使能中断
 I2C5．I2CSTAT ＝ 0xf0；    ／／［7：6］设置为0b11，主机发送模式；
 ／／往［5：4］位写0b11，即产生启动信号，发出IICDS寄存器中的地址
 
 while（！（I2C5．I2CCON ＆ （1 ＜＜ 4）））； ／／ 等待传输结束，传输结束后，I2CCON ［4］位为1，标识有中断发生；  
 
 ／／ 此位为1时，SCL线被拉低，此时I2C传输停止；
 I2C5．I2CDS ＝ addr；       ／／写命令值
 I2C5．I2CCON ＝ I2C5．I2CCON ＆ （～（1 ＜＜ 4））；／／ I2CCON ［4］位清0，继续传输
 while（！（I2C5．I2CCON ＆ （1 ＜＜ 4）））；／／ 等待传输结束
 
 I2C5．I2CSTAT ＝ 0xD0； ／／ I2CSTAT［5：4］位写0b01，发出停止信号
 I2C5．I2CDS ＝ slave＿addr ｜ 1；  ／／表示要读出数据
 
 I2C5．I2CCON ＝ （1 ＜＜ 7）｜（1 ＜＜ 6） ｜（1 ＜＜ 5） ； ／／设置时钟并使能中断
 I2C5．I2CSTAT ＝ 0xb0；／／［7：6］位0b10，主机接收模式；
 
 ／／往［5：4］位写0b11，即产生启动信号，发出IICDS寄存器中的地址
 ／／    I2C5．I2CCON ＝ I2C5．I2CCON ＆ （～（1 ＜＜ 4））；    如果强行关闭，将读取不到数据
 
 while（！（I2C5．I2CCON ＆ （1 ＜＜ 4）））；／／等待传输结束，接收数据
 
 I2C5．I2CCON ＆＝ ～（（1＜＜7）｜（1 ＜＜ 4））； Resume the operation  ＆ no ack
  ／／ I2CCON ［4］位清0，继续传输，接收数据，  
  ／／ 主机接收器接收到最后一字节数据后，不发出应答信号 no ack  
 
 ／／ 从机发送器释放SDA线，以允许主机发出P信号，停止传输；
 while（！（I2C5．I2CCON ＆ （1 ＜＜ 4）））；／／ 等待传输结束
 
 I2C5．I2CSTAT ＝ 0x90；
 ＊data ＝ I2C5．I2CDS；
 I2C5．I2CCON ＆＝ ～（1＜＜4）；  clean interrupt pending bit  
 mydelay＿ms（10）；
 ＊data ＝ I2C5．I2CDS；
｝
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
＊ ＠brief            iic write a byte program body
＊ ＠param［in］    slave＿addr， addr， data
＊ ＠return         None
＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊
void iic＿write （unsigned char slave＿addr， unsigned char addr， unsigned char data）
｛
 I2C5．I2CDS ＝ slave＿addr；
 I2C5．I2CCON ＝ （1 ＜＜ 7）｜（1 ＜＜ 6）｜（1 ＜＜ 5） ；
 I2C5．I2CSTAT ＝ 0xf0；
 while（！（I2C5．I2CCON ＆ （1 ＜＜ 4）））；
 I2C5．I2CDS ＝ addr；
 I2C5．I2CCON ＝ I2C5．I2CCON ＆ （～（1 ＜＜ 4））；
 while（！（I2C5．I2CCON ＆ （1 ＜＜ 4）））；
 
 I2C5．I2CDS ＝ data；
 I2C5．I2CCON ＝ I2C5．I2CCON ＆ （～（1 ＜＜ 4））；
 
 while（！（I2C5．I2CCON ＆ （1 ＜＜ 4）））；
 
 I2C5．I2CSTAT ＝ 0xd0；
 I2C5．I2CCON ＝ I2C5．I2CCON ＆ （～（1 ＜＜ 4））；
 mydelay＿ms（10）；
｝
void MPU6050＿Init （）
｛
 iic＿write（SlaveAddress， PWR＿MGMT＿1， 0x00）；
 iic＿write（SlaveAddress， SMPLRT＿DIV， 0x07）；
 iic＿write（SlaveAddress， CONFIG， 0x06）；
 iic＿write（SlaveAddress， GYRO＿CONFIG， 0x18）；
 iic＿write（SlaveAddress， ACCEL＿CONFIG， 0x01）；
｝
读取mpu6050某个内部寄存器的内容
int get＿data（unsigned char addr）
｛
 char data＿h， data＿l；
 
 iic＿read（SlaveAddress， addr， ＆data＿h）；
 iic＿read（SlaveAddress， addr＋1， ＆data＿l）；
 return （data＿h＜＜8）｜data＿l；
｝
＊  裸机代码，不同于LINUX 应用层， 一定加循环控制

int main（void）
｛
 int data；
 unsigned char zvalue；
 GPB．CON ＝ （GPB．CON ＆ ～（0xff＜＜8）） ｜ 0x33＜＜8； ／／ GPBCON［3］， I2C＿5＿SCL GPBCON［2］， I2C＿5＿SDAmydelay＿ms（100）；
 uart＿init（）；
 
 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
 I2C5．I2CSTAT ＝ 0xD0；
 I2C5．I2CCON ＆＝ ～（1＜＜4）；  clean interrupt pending bit  
 
 －－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－
 mydelay＿ms（100）；
 MPU6050＿Init（）；
 mydelay＿ms（100）；
 printf（＂＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ I2C test！！ ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＂）；
 while（1）
 ｛
   data ＝ get＿data（GYRO＿ZOUT＿H）；
   
   printf（＂ GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： ％x＂， data）；
   data ＝ get＿data（GYRO＿XOUT＿H）；
   printf（＂ GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： ％x＂， data）；
   
   printf（＂＂）；
   mydelay＿ms（1000）；
 ｝
 return 0；
｝

实验结果如下：

＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊ I2C test！！ ＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊＊  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： 1c GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： feda  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： fefc GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： fed6  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： fefe GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： fed6  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： fefe GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： fedc  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： fefe GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： feda  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： fefc GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： fed6  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： fefe GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： feda  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： fcf2 GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： 202  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： ec GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： faa0  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： 4c GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： e  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： fe GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： fed8  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： 0 GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： fede  
GYRO －－＞ Z ＜－－－：Hex： 0 GYRO －－＞ X ＜－－－：Hex： feda  
读写操作代码解析：

写入一个数据流程：

读数据流程：

上图阅读注意点：

从设备地址是在用的时候应该左移一位｜读写位，比如写reg＝0x68＜1｜0，即0xD0；主设备发出S信号，需要将I2CSTATn 的bite：5设置为1；主设备发出p信号，需要将I2CSTATn 的bite：5设置为0；主机发送数据需要将寄存器I2CCONn的bit：4置0，to reume the operation；主机等待从设备发送的ack或者data，需要轮训判断I2CCONn的bit：4是否置1；代码的理解除了结合功能流程图、时序图、源代码还要结合寄存器说明；代码的编写顺序必须严格按照时序和模块流程图执行；时序中的每一个数据信号（包括ack、data、reg）的产生或者发送对应的代码都用箭头以及相同的颜色框处；对1于read操作，NACK的回复需要在接收最后一个data之前设置I2CCONn ：7位为0，这样在收到从设备的data后，才会将SDA拉低。