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  • 2019-12-02 15:45:18

    片内、外设是两个概念,片内指做成芯片的集成电路内部,简称片内;外设是外部设备的简称,是指集成电路芯片外部的设备。集成电路芯片与外部设备的连接一般需要专门的接口电路和总线的连接(包括控制总线路、地址总线和数据总线等)。 由于大规模集成电路的技术发展得很快,现在许多芯片在制造时已经能够将部分接口电路和总线集成到芯片内部。对于这部分电路与传统的接口电路和总线是有区别的,为了加于区别可以称之为片内外设,其含义是在集成电路芯片内部集成的用于与外部设备连接的接口电路和总线。 因此,简单的说,“片内外设”是芯片内部用于与外部设备连接的接口电路和总线。

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    片内外设就是片上外设,同一种意思不同说法而已。

    片内外设和片外外设的区别:

    片内、外设是两个概念,片内指做成芯片的集成电路内部,简称片内,片外同理显而易见;外设是外部设备的简称,是指集成电路芯片外部的设备。集成电路芯片与外部设备的连接一般需要专门的接口电路和总线的连接(包括控制总线路、地址总线和数据总线等)。 由于大规模集成电路的技术发展得很快,现在许多芯片在制造时已经能够将部分接口电路和总线集成到芯片内部。对于这部分电路与传统的接口电路和总线是有区别的,为了加于区别可以称之为片内外设,其含义是在集成电路芯片内部集成的用于与外部设备连接的独立于内核的控制器、接口电路和总线等。

    早起由于IC集成工艺不发达,很多东西都是外设的,比如PWM、ADC、CAN等DSP芯片,原本都是需要芯片外接的,即使是现在,仍然有独立的ADC芯片,比如ADS8364等等。但是现在,PWM、ADC等等东西都已经集成在DSP芯片内,当然,无论如何,芯片总还是会需要外接一些设备实现某种系统,为了与那些外设相区别,就将集成在芯片内,但是又不属于芯片本身(比如DSP,是一种微处理器,因此芯片中不属于微处理器的部分都是外设)的称为“片上外设”。

    举个例子,我们知道STM32单片机是ST公司基于Contex-Mx开发生产的芯片,而ST公司用ARM内核设计芯片的过程中添加的独立于内核的东西(比如串口模块、Flash、IIC模块、SPI通信模块、ADC、DAC模块等等)对于内核来说就是“外设”,由于是集成在芯片内部的,所以叫片上外设。我们拿到ST公司设计生产的STM32芯片,开发各种应用系统,在我们自己开发的系统上独立于STM32芯片的外部设备(比如显示屏、SD卡等)都是片外外设。

    看下图,黑色部分是ARM公司设计的内核,红色部分是ST公司基于ARM公司设计的芯片添加的部分,称为片上外设,绿色部分是开发者设计应用系统添加的部分,称为片外外设。

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    一、概述 1、位传输 I2C总线是由飞利浦(Philips)公司开发的一种双向二线制同步串行总线,实现有效的IC间的控制,它只需要两根线(SDA和SCL)即可在连接于总线的器件之间传送信息。 I2C总线在传输数据都是按照bit来...

    一、概述

            1、位传输

            I2C总线是由飞利浦(Philips)公司开发的一种双向二线制同步串行总线,实现有效的IC间的控制,它只需要两根线(SDA和SCL)即可在连接于总线上的器件之间传送信息。

            I2C总线在传输数据都是按照bit来传送。SCL为时钟线,SDA为数据线;在SCL时钟线为高电平时,SDA数据线上的电平不允许被修改,SCL时钟线为低电平时,SDA数据线上的电平可为高/低

    图1  I2C总线的位传输

            起始条件:SCL为高电平时,SDA由高电平向低电平切换;表示开始传送数据。

            停止条件:SCL为高电平时,SDA由低电平向高电平跳变;表示结束传送数据。

            空闲条件:I2C总线的SDA和SCL两条信号线同时处于高电平时;表示空闲状态。

    图2  起始和停止条件

            2、数据传输:

            字节传输:发送数据时,由主机先发送一个起始信号,再将SDA信号切换为输出模式,然后将8位数据依次由高到低发送出去;发送完成后,主机将SDA信号切换为输入模式,等待丛机回应ACK或NAK;再发下一笔数据。

     图3 I2C总线数据传输

            丛机地址:在I2C总线系统中,每个设备都有它的固定地址,一般由芯片的A0,A1和A2决定。丛机地址字节由七位地址位(D7-D1位)和一位方向位(为D0位)组成。器件地址的D7-D4一般都是被厂家固定了为1010余下的D3,D2和D1连接到芯片的A2,A1和A0决定D0为0x00表示写,D0为0x01表示读。大家看例程都是些0xA0和0xA1就是这个原因。

            3、读写过程        

            1) 写数据过程

            a. 主机发送I2C总线停止信号,防止总线忙写数据失败

            b. 主机发送I2C总线复位信号,确保写数据之前总线处于空闲状态

            c. 主机发送I2C总线开始信号,启动一次数据的写入

            d. 主机发送I2C丛机地址和写模式(W/R=0)信号,并且等待一个丛机的应答信号

            e. 主机接收到ACK的应答信号后,开始多个字节的写入,每写完一个字节需要等待一个丛机的应答信号

            f. 主机接收到ACK的应答信号后,发送I2C总线停止信号,确保总线处于空闲状态

            2) 读数据过程

            a. 主机发送I2C总线停止信号,防止总线忙写数据失败

            b. 主机发送I2C总线复位信号,确保读数据之前总线处于空闲状态

            c. 主机发送I2C总线开始信号,启动一次数据读取

            d. 主机发送I2C丛机地址和读模式(W/R=1)信号,并且等待一个丛机的应答信号

            e. 主机接收到ACK的应答信号后,开始多个字节的读取,每读完一个字节需要给丛机发送一个ACK应答信号

            f. 主机接收到ACK的应答信号后,发送I2C总线停止信号,确保总线处于空闲状态

    图4 主机读/写数据过程 

    二、问题

    1-1、现象1(210917):

          如下图1,液晶驱动芯片I2C接口。LCD_SDA与LCD_SCL分别与单片机IO口相连,单片机的I2C采用IO口模拟方式,读/写操作速度213kHz左右。单片机I对液晶驱动芯片进行写操作时,当单片机LCD_SDA配置为开漏输出,LCD_SCL配置为开漏输出,写操作波形如图2;当单片机LCD_SDA配置为开漏输出,LCD_SCL配置为推挽输出,写操作波形如图3。图2的SCL波形相较于图3质量较差。

    图1

    图2                                                                             图3

    1-2、笔记1:

    开漏输出的作用:

    1、防止短路。I2C总线,多个GPIO口可能连接在同一根线上(多个主设备与多个从设备),存在某个GPIO输出高电平,另一个GPIO输出低电平的情况。如果使用推挽输出,存在一个GPIO的VCC和另一个GPIO的GND接在了一起,也就是短路了(主设备之间)。如果换成开漏输出,VCC和GND多了个上拉电阻,这样电路就是安全的,所以总线一般会使用开漏输出。

    2、线与。实现多个主设备抢占总线时的仲裁。IIC只有两根线(SCL和SDA),怎么判断哪个主设备占用总线(当然是先来后到了)。假设主设备A需要启动IIC,他需要在SCL高电平时,将SDA由高电平转换为低电平作为启动信号。主设备A在把SDA拉高后,它需要再检查一下SDA的电平。

            a. SDA是高电平,说明主设备A可以占用总线,然后主设备A将SDA拉低,开始通信;
            b. SDA是低电平,说明有人已经捷足先登了,主设备A不能占用总线,结束通信。
    为什么? 因为线与。如果主设备A拉高SDA时,已经有其他主设备将SDA拉低了。由于 1 & 0 = 0 那么主设备A在检查SDA电平时,会发现不是高电平,而是低电平。说明其他主设备抢占总线的时间比它早,主设备A只能放弃占用总线。如果是高电平,则可以占用。

    展开全文
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    6.完善片上外设驱动usart.c(1.中断回调,2.printf支持) 7.完善main.c完成测试 1.cubemx创建工程配置基础内外设(swd接口,时钟,NVIC) 2.配置串口 3.生成makefile工程 4.vscode打开并创建工程目录 1....

    流程:
    1.cubemx创建工程配置基础片内外设(swd接口,时钟,NVIC)
    2.配置串口
    3.生成makefile工程
    4.vscode打开并创建工程目录
    5.编辑makefile文件
    6.完善片上外设驱动usart.c(1.中断回调,2.printf支持)
    7.完善main.c完成测试

    1.cubemx创建工程配置基础片内外设(swd接口,时钟,NVIC)
    创建工程,设置芯片
    打开swd端口
    设置外部晶振
    设置时钟

    2.配置串口
    设置异步通信,其他用默认配置
    打开中断,并配置gpio
    GPIO

    3.生成makefile工程
    配置工程路径,设置生成makefile工程
    选择配置独立源文件
    生成工程
    4.vscode打开并创建工程目录
    1.工程根目录下创建hwl、fml、bll、apl四个目录【此步可以忽略,为以后架构设置做准备】
    2.makefile文件在头文件处添加以上四个目录
    使用vsc打开工程
    makefile文件修改

    6.完善片上外设驱动usart.c(1.中断回调,2.printf支持)
    (以代码为准,图片只是指名位置)

    /**
     * @brief 串口回调函数
     * 接受串口发送的消息,同时转发出来
     * !使用ch,每次设备重启后的第一个字符不能接受,此后所有接受正常。
     * @param huart串口设备名
     */
    void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
    {
        static uint8_t ch[1] = {0};
        HAL_UART_Transmit(&huart1, ch, 1, 1000);
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, ch, 1);
    }
    
    #if defined(__GNUC__)
    /**
     * @brief 实现GNU编译环境下的printf()函数
     * !如果使用armcc则使用另外的实现方法,此处暂未实现
     * @param fd
     * @param pBuffer
     * @param size
     * @return int
     */
    int _write(int fd, char *pBuffer, int size)
    {
        HAL_UART_Transmit(&huart1, pBuffer, size, 0xff);
        return size;
    }
    #elif defined(__ARMCC__)
    
    #endif
    

    代码编辑位置

    至此,已经实现了串口的驱动编写,以下内容为驱动的测试过程:

    7.完善main.c完成测试
    1.HAL库在每次接受后自动关闭中断,需要每次调用HAL_UART_Receive_IT()来开启中断,因此在上一步,每次发送完成后需要调用此函数开开启中断,测试函数中也需要提前开始中断。
    2.主循环测试printf()函数。记得加入延时.
    添加3行代码
    在这里插入图片描述

    /* USER CODE BEGIN WHILE */
        uint8_t pDataBuffer[128] = {0};
        HAL_UART_Receive_IT(&huart1, pDataBuffer, 1);
        while (1)
        {
            printf("Hello World!");
            HAL_Delay(1000);
            /* USER CODE END WHILE */
    
            /* USER CODE BEGIN 3 */
        }
        /* USER CODE END 3 */
    

    注意事项:
    1.波特率要对上

    展开全文
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