RT-Thread-[新手试水] LPC1768_Nano3_I2C_EEPROMRT-Thread问答社区

[新手试水] LPC1768_Nano3_I2C_EEPROM

发布于 2018-03-25 13:40:34 浏览：3779 订阅该版

* 本帖最后由 wlof 于 2018-3-25 13:40 编辑 *

**第四章 i2c eeprom**[align=center]Wlof摘要：本文主要介绍了I2C设备驱动框架，参考STM32的实现代码，编写用于LPC176x的i2c应用，将shell的用户名和密码保存在eeprom中，启动时加载到内存，以便给shell使用。**4.1 起源**在前面的文章和代码中，我们自定义了一个二次认证的权限管理器，其中密码和用户名都是写死的，这个一旦被人知道密码就可以随意玩了，为了方便对密码进行存储修改等管理，将它保存到eeprom中去，程序运行时，从eeprom中加载密码。写这个文章的目的呢，也是为了将LPC176x的那个bsp扩展一下，这里面没有I2C的例子，嘿嘿，不不过我写代码的水平比较差，不好意思提交过去，有需要的朋友可以拿去试用。由于LPC176x的BSP里没有I2C的例子，于是参考了STM32的例子和周立功提供的例程。还参考一个网文，写得不错，也是基于STM32的，推荐给各位。[RT-thread设备驱动组件之IIC总线设备](http://www.cnblogs.com/King-Gentleman/p/4658615.html)【俺的编码水平比较菜，高手们不要见怪呀】**4.2 i2c总线设备文件整理**    RT_thread的I2c总线设备代码位于components\drivers\i2c\目录下，如图4-1所示。本文件在使用时，将全部文件都复制出来了，就是俺说的手动添加组件。其中，fm24clxx.c和.h这组文件是自带的eeprom驱动啦，已经实现对eeprom的读写操作。[align=center]![1.png](/uploads/201803/25/133152n4nu6nm63d4hggg5.png)[align=center]图4-1i2c总线设备实现文件
    手动添加组件的时候，不要忘记了对应的头文件也添加过来，看名字就应该猜得到头文件是啥了，其位置在components\drivers\include\drivers，如图4-2所示。

[align=center]![2.png](/uploads/201803/25/133153oq1bb82qbz91rfyr.png)[align=center]图4-2i2c总线设备的头文件    把它们复制出来，整理到一个文件夹里面去，也可以分开放，一个实现夹，一个头文件夹，根据个人喜好去搞，如图4-3所示。[align=center]![3.png](/uploads/201803/25/133153d85eahb8jrz2u7mk.png)[align=center]图4-3i2c 总线设备文件整理
**4.3 各文件的作用****    1、i2c_dev.c**主要实现IIC设备驱动统一接口函数：i2c_bus_device_read()，i2c_bus_device_write()，i2c_bus_device_control()以及rt_i2c_bus_device_device_init()。**    2、i2c_core.c**中实现I2C总线设备注册，以及使用I2C总线进行数据传输，如：rt_i2c_transfer()，rt_i2c_master_send()，rt_i2c_master_recv()。**    3、i2c-bit-ops.c**中主要实现了利用GPIO模拟IIC总线时序的相关接口函数，如：i2c_start()，i2c_restart()，i2c_stop()，i2c_waitack()，i2c_writeb()，i2c_readb()，i2c_send_bytes()，i2c_send_ack_or_nack()，i2c_recv_bytes()，i2c_send_address()，i2c_bit_send_address()等。**    4、fm24clxx.c **主要实现eeprom的读写操作。
**4.4 添加到工程**工程文件只是对真实文件一种组织而已，因此呢，工程里头的文件夹可以以方便查找和定位为准进行组织，本文新建了两个文件夹，如图4-4所示。其中，一个叫**DeviceCore**，用来存放**i2c_dev.c，i2c_core.c，i2c-bit-ops.c**，另一个叫**DeviceDrivers**，用来存放**fm24clxx.c**。[align=center]![4.png](/uploads/201803/25/133154iaeog8gzdzkipygh.png)
[align=center]图4-4
这样搞的原因有两个，1、内核文件一般是不用修改的，2、一般设备驱动写好后，也是不用修改的，但是如果测试时，发现问题的话，修改也是有必要的，但是内核的话，像我这样的低水平选手，还是不要动手去修改它比较稳当。而这个驱动文件夹，可能放不同的驱动进来呢，如其他的i2c设备，不是eeprom了。

添加之后，要对包含目录进行设置一下，省得到时候要用到对应函数时，包含头文件报错，如图4-5所示。这个地方是要加头文件目录的，如果复制得到处都是的话，这里要加很多进来，所以呢，最好不要搞太多，不然这里很长呢。[align=center]![5.png](/uploads/201803/25/133154nmco2inpl1wwwroi.png)[align=center]图4-5添加头文件检索路径
**4.5 编译出错**工程都搞完了，试一下编译会怎么样，报错了哦！定位一下，如图DeveiceDrivers\i2c_core.c(25):error:  #5: cannot open source input file"rtdevice.h": No such file or directoryDeveiceDrivers\i2c_dev.c(26):error:  #5: cannot open source input file"rtdevice.h": No such file or directoryDeveiceDrivers\i2c-bit-ops.c(25):error:  #5: cannot open source input file"rtdevice.h": No such file or directoryDeveiceDrivers\fm24clxx.c(25):error:  #5: cannot open source input file"rtdevice.h": No such file or directory
[align=center]![6.png](/uploads/201803/25/133155x5x70s0100hx005x.png)[align=center]图4-6 头文件没有找到搞什么鬼？那个头文件在哪，想不想，肯定在组件的include里面，这几个文件都包含它。不喜欢这样，东复制一下西复制一下，打开那个头文件一看，你会失望的，一堆不知道什么东西，如图4-7。[align=center]![7.png](/uploads/201803/25/133156s37fdzbm903r3lbk.png)[align=center]图4-7 让人心烦的头文件这个就是传说中的意大利面条吗？俺是不知道，反正不喜欢这样搞，虽然引用一个头文件就可以，但是俺还是喜欢别人把对应的文件复制过就能用的思想。先打开那几个文件看一下，写法也很认人不解，为什么不把自己的头文件包含进来呢？这不是舍近求远吗？
**不喜欢，不喜欢，不喜欢！**明明一个小东西，非要搞那么多头文件进来，吓死人了，而很多头文件你都没有用到，何必呢？【下面，拿出杀朱刀，开始给它做手术】
**4.6 包含头文件修改**    所有人各司其职，不要乱动别人的东西，各自包含自己的头文件去。可是咱也不知道该包含谁呀？这事好办，一共没有添加几个文件过来，查找一下，文件中定义的结构体在什么地方先。【当然啦，不改也可以，全部头文件复制过来，肯定没有错！咱不是喜欢干吗？嘿嘿，瞎搞一下！】    在搞之前先打开头文件看下，发现i2c.h中定义了基本的结构体和函数，而在core.c中又调用了dev.c中的函数，因此，将i2c.h头文件包含到i2c_dev.h中去，别的地方引用i2c_dev.h就好了。其中rtthread.h在i2c.h中进行包含所以，只包含那个单一文件就可以了。
表4-1 修改头文件列表[table]
[tr][td=162]  文件名  [/td][td=162]添加包含[/td][td=162]删除包含[/td][td=162]行号[/td][/tr]
[tr][td=162]I2c_core.c[/td][td=162][align=right]#include “i2c_dev.h”[/td][td=162][align=right]#include <rtdevice.h>[/td][td=162][align=right]25[/td][/tr]
[tr][td=162]I2c_dev.c[/td][td=162][align=right]#include “i2c_dev.h”[/td][td=162][align=right]#include <rtdevice.h>[/td][td=162][align=right]26[/td][/tr]
[tr][td=162]I2c_dev.h[/td][td=162][align=right]#include  "i2c.h"[/td][td=162][align=right]---------[/td][td=162][align=right]29[/td][/tr]
[tr][td=162]I2c-bit-ops.c[/td][td=162][align=right]#include "i2c-bit-ops.h"[/td][td=162][align=right]#include <rtdevice.h>[/td][td=162][align=right]25[/td][/tr]
[tr][td=162]i2c-bit-ops.h[/td][td=162][align=right]#include "i2c_dev.h"[/td][td=162][align=right]---------[/td][td=162][align=right]28[/td][/tr]
[tr][td=162]fm24clxx.c[/td][td=162][align=right]---------[/td][td=162][align=right]#include <rtdevice.h>[/td][td=162][align=right]25[/td][/tr]
[tr][td=162]fm24clxx.h[/td][td=162][align=right]#include "i2c_dev.h"[/td][td=162][align=right]---------[/td][td=162][align=right]29[/td][/tr]
[/table]
    按表4-1进行修改后，报错了，怎么回事呢？看一下提示是什么？如图4-8所示。[align=center]![8.png](/uploads/201803/25/133156tmqqvaet4qnqp476.png)[align=center]图4-8提示缺少定义没有定义这个结构体？怎么会呢？这不是操作系统自带的吗？不管那么多，查找一下，看一下在什么地方？其实你如果要是看过文档或是有过操作系统的使用知道的话，一下就明白，这个是由于操作系统可裁剪配置造成的，即有的功能没有开启。【提示看官方文档是终极武器】本文假设没有任何经验，用最笨的方法找到解决的办法，如图4-9，查找**struct rt_mutex**，在查找的提示行中，选择头文件.h的行地查看，发现在rt_def.h中进行了定义，但是发现它上面有一个开关“**#ifdef RT_USING_MUTEX**”，也就是说，如果这个没有定义的话，那么下面的代码就参加编译了，那我们的程序肯定就找到那个结构体了。第一直觉，应当是去配置文件中设置，如果没有直觉的话，怎么办？还是老方法，工程中查找“**RT_USING_MUTEX**”，看一下什么地方有它，如图4-10。查找发现：**xxx\RTE\RTOS tconfig.h(85) : //#define RT_USING_MUTEX**只有这个地方是定义它的，其他地方都是判断的，很显然就是改它嘛，把那个注释号去掉。看到这里，有人一定会说，你那是碰到死老鼠了，要是模板里没有的话，怎么办？嘿嘿，那就更好办了，**参考官方手册，手册里看查找关键字，**没有说一行行去看，算很给面子了。【古人说，条条大路通罗马】
[align=center]![9.png](/uploads/201803/25/133157ua38o0aasck119co.png)[align=center]图4-9查找结构体rt_mutex[align=center]![10.png](/uploads/201803/25/133157fn2amq2qmnx4j6na.png)[align=center]图4-10查找宏定义RT_USING_MUTEX
**4.7 再次编译**    再次编译，没有错误了，但是有警告，看一下是什么鬼，如图4-11，说是没有新行呢，OMG，强迫症来了，点进去，打两个回车，再编译。小改动就引来大美观，值得。[align=center]![11.png](/uploads/201803/25/133157jkj7sppyxoopsxjz.png)[align=center]图4-11新行结束警告
**4.8 底层驱动头文件**这个地方，参考stm32f10x这个bsp下的stm32f1_i2c.h进行编写，首先，写一个头文件lpc_i2c.h，个结构体复制过来，将名字变一下，还有对应的I2C接口名也变一下。
```struct lpc_i2c_bus                         //这个名字变了一下
{
    struct rt_i2c_bus_device parent;
    struct rt_event ev;                   //这个我还不会用,想删掉的,后来还是留下来了
    LPC_I2C_TypeDef *I2C;                 //这个类型按LPC的类型进行定义
    struct rt_i2c_msg *msg;
    rt_uint32_t msg_cnt;
    volatile rt_uint32_t msg_ptr;
    volatile rt_uint32_t dptr;
    rt_uint32_t wait_stop;
};
 
/* public function list 这里把LPC的I2C接口类型搞过来*/
rt_err_t lpc_i2c_register(LPC_I2C_TypeDef *I2C, rt_uint32_t bitrate,
                                        const char * i2c_bus_name);```

由于这里有rt_event所以，要在rtconfig.h中定义一下**#define RT_USING_EVENT**我在实现中没有使用这个东西，主要是还不会用它，嘿嘿。先实现功能，然后再说优化的事。
**4.9 底层驱动实现文件**这个地方，参考stm32f10x这个bsp下的stm32f1_i2c.c进行编写，由于本人是新玩操作系统，那些操作系统相关的东西不会搞，所以没有像它一样那么多函数。在正式介绍实现文件之前，先要来看一下，那个fm24clxx.c到底是通过什么方式把数据传送过来的，然后我们要怎么将数据传送给它，只有搞清楚了这件事情，后面的工作才有针对性，当然，不理解的话，照别人的实现文件做也是可以的。**4.9.1 fm24clxx是什么情况**找到fm24clxx_write这个函数，看一下数据发送，如图4-12所示。原来它把数据都打包了呢，放到了一个叫msg的结构体里面，结构体如图4-13所示。结合起来看，msg[0].addr这个是设备访问地址，而msg[0].buf这个指向了mem_addr，这个东东是pos，一看名字就知道是写入位置哦。综上所述，**设备地址：msg[0].addr，写入位置：msg[0].buf，写入数据：msg[1].buf，长msg[1].len.**回来看一下那个msg[0].addr是怎么回事，它是从parent.user_data这里搞出来的**cfg = (const struct fm24clxx_config *)fm24clxx->parent.user_data;**这个东西在初始化时加进来的，过去看一下长什么样子，如图4-14。那个size表示的存储器的大小，addr表示设备访问地址，flgs不知道干什么的，用来对齐用的可能是。[align=center]![12.png](/uploads/201803/25/133158bw8dc8jyyycms8wx.png)[align=center]图4-12 fm24clxx.c中的数据发送函数[align=center]![13.png](/uploads/201803/25/133158qvokp6ges2ypxo0e.png)[align=center]图4-13rt_i2c_msg结构体[align=center]![14.png](/uploads/201803/25/133159ajjrzcrfm9aopwj9.png)[align=center]图4-14初始化时添加的私有数据总之，读写函数基本一样，就是标志不同，这个文件的作用就是整理好数据放入msg中，然后调用rt_i2c_transfer进行数据发送。
**4.9.2 rt_i2c_transfer是啥**    读写函数都是调用它，所以呢，只要搞定这个函数就OK了，看一下，它都在搞什么鬼。如图4-15所示，发现它是调用了一个外部传入的函数进行数据发送的。[align=center]![15.png](/uploads/201803/25/133200qugzqqfqbgddff3m.png)[align=center]图4-15tarnsfer调用的函数    它是调用了总线设备上绑定的发送函数，而这个发送函数是在总线初始化时，应当加入进来的呢，所在在底层实现文件编写时，一定要实现这个发送函数。总之，从fm24clxx.c的初始化函数可以看到，要使用它，必须对总线进行初始化先，不然找不到总线设备，而总线初始化重点实现发送函数（接收同一函数）。
**4.9.3 封装3个函数并初始化**    按图4-15所示的结构体，添加3个函数，其中第2个和第3个直接返回即可，重点实现发送函数，具体的后面再说，先搞定总体结构。[align=center]![16.png](/uploads/201803/25/133200do460uv5g0foa35f.png)[align=center]图4-16按结构体添加3个函数    然后将这3个函数封装到结构体里面去，等后面的初始化代码调用它，将它们传到设备结构体内。[align=center]![17.png](/uploads/201803/25/133201xdmuwg75m3bge23w.png)[align=center]图4-17把它们关起来[align=center]![18.png](/uploads/201803/25/133202mc53w52yrx3wrxx3.png)[align=center]图4-18初始化其中lpc_i2c_init这个代码直接使用现成代码，参考周立功网上提供的工程写就可以了。【说明，这些工作人家都弄好的，参考复制过来就可以，我们重点实现xfer这个函数就可以了。】
**4.9.4 xfer实现**    俺是小白，不会高大上，只会简单粗暴，上面分析数据、地址都是msg传过来的，这个鬼东西，如果想使用现成的代码的话，好像还挺不好弄的呢，怎么办？搞个中介（别担心人家挣差价了，都是为了生活嘛，嘿嘿），如图4-19所示，水平比较菜，结构体比较大个。[align=center]![19.png](/uploads/201803/25/133202ohhhccxezkj2rz2i.png)[align=center]图4-19中介结构体这样搞之后，要发送的地址、数据、长度等信息都在这一个结构体里面了，方便使用现在的代码，然后开启中断，进行数据发送。[align=center]![20.png](/uploads/201803/25/133203hui1ggn5bq5qiuid.png)[align=center]图4-20发送函数对结构体进行填充
**4.9.5 中断函数**其实真正的内容，在中断函数里面搞，参考周立功提供的nxp例程，如图4-21所示。
[align=center]![21.png](/uploads/201803/25/133203e0p9wm49jm0j0jvz.png)[align=center]图4-21中断函数总图
**4.10 再封装一下**    我们在使用时，通常不想知道下面的硬件是怎么工作的，简单地说，提供一个读，一个写。于是搞一个eeprom.c在这里实现i2c总线初始化，eeprom设备初始，读取函数，写入函数。
[align=center]![22.png](/uploads/201803/25/133203r07q02aszt5o0qxr.png)[align=center]图4-22eeprom.c
    这里由于使用了structfm24clxx_device 所以，要把fm24clxx.c中定义的 struct fm24clxx_device的定义放到.h里面去，不然会出错。
**4.11 加载用户名和密码**
    假设用户名和密码放在0地址。我们在进入mian之后进行读取吧，按理说，应当是在borad初始化时加进去更合理的呢，但是呢Shell实际上是一个任务，它的优先级都比较低，所以呢，不用担心，只要放到任务的初始化代码中去就可以了。
```/*----------------- Authentication.c中添加---------------------*/
static __inline void load_auth_dat(char *dst,char *src)
{
  char ch = 0;
  uint8_t i = 0;
  for(i=0;i<RT_USER_PWD_SIZE;i++)
  {
    ch = src*;
    if(!(ch > ' ' && ch <= '~'))   //非法字符
    {
      break;
    }
  }
  
  if(i != 0)
  {
    rt_memset(&dst[0],0,RT_USER_PWD_SIZE);
    rt_memcpy(&dst[0],&src[0],i);
  }
}

void load_eeprom_pswd(void)
{
  char dat[32] = {0};

rt_eeprom_read(0,dat,sizeof(dat));
  
  load_auth_dat((char*)&rt_username[0],&dat[0]);
  load_auth_dat((char*)&rt_password[0],&dat[16]);
}
/*-----------------添加完毕---------------------*/
```任务初始化部分添加如下代码：```//------------begin-------------//
extern void rt_hw_i2c_init(void);
extern void rt_hw_eeprom_init(void);
extern void load_eeprom_pswd(void);
  rt_hw_i2c_init();
  rt_hw_eeprom_init();
  load_eeprom_pswd();
//------------beend-------------//```
文档下载：![RT_Nano_V3初级教程_4  I2C_EEPROM.pdf](/uploads/201803/25/133834bpz4zhxplnllldz9.attach)
工程下载：![CRSytem_RTT3_I2C_EEPROM.7z](/uploads/201803/25/133955wxq71kvmo22xz1ql.attach)