GPIO模拟I2C快速入门 与程序实现+软件模拟I2C时序

功能：Init、SleepIn、SleepOut、DisplayOn、DisplayOff

注意事项：

LCD的调试中，延时特别重要，一定要确定延长的时间足够，特别是更改电压寄存器后面的延时。记得有一次屏幕出现抖动的现象，一直查不出原因，厂家从日本派了2次来人，都没解决；最后，把所有的时序测试出来，发现延时不足，影响延时的一个函数传递参数错了。

1.       初始化前需要一个延时（大概为10ms），使Reset稳定；

2.       如果出现花屏现象，很大的可能是总线速度问题；

3.       如果屏幕闪动比较明显，可以通过调整电压来稳定，一般调节的电压为VRL、VRH、VDV和VCM；这些电压也可以用来调节亮暗（对比度）；

4.       调节对比度时，也可以通过调节Gamma值来实现，要调节的对象为：PRP、PRN、VRP、VRN等；

5.       注意数据是8位、16位时，写命令和数据的函数注意要变化；

6.       如果调试时发现LCD的亮度有问题，首先检查（考虑）提供给LCD的电流是否一致，再考虑调节电压。

7.      开机花屏问题，最简单的处理方式就是在INIT结束的地方增加一个刷黑屏的功能。

8.      如果随机出现白屏问题，一个可能是静电问题，把LCD拿到头发上擦几下，如果很容易出现白屏那肯定就是静电问题了。另外一个在有Backend IC的情况下，也有可能bypass没处理好。

9.      还碰到过一个问题，写PLL的寄存器写了2次，屏幕就抖动的很厉害。这个问题应该跟LCD内部实现有关了，并不是每个都会。

I2C是由Philips公司发明的一种串行数据通信协议，仅使用两根信 线：SerialClock（简称SCL）和SerialData（简称SDA）。I2C是总线结构，1个Master，1个或多个Slave，各Slave设备以7位地址区分，地址后面再跟1位读写位，表示读（=1）或者写（=0），所以我们有时也可看到8位形式的设备地址，此时每个设备有读、写两个地址，高7位地址其实是相同的。
I2C数据格式如下：
无数据：SCL=1，SDA=1；
开始位（Start）：当SCL=1时，SDA由1向0跳变；
停止位（Stop）：当SCL=1时，SDA由0向1跳变；
数据位：当SCL由0向1跳变时，由发送方控制SDA，此时SDA为有效数据，不可随意改变SDA；
当SCL保持为0时，SDA上的数据可随意改变；
地址位：定义同数据位，但只由Master发给Slave；
应答位（ACK）：当发送方传送完8位时，发送方释放SDA，由接收方控制SDA，且SDA=0；
否应答位（NACK）：当发送方传送完8位时，发送方释放SDA，由接收方控制SDA，且SDA=1。
当数据为单字节传送时，格式为：
开始位，8位地址位（含1位读写位），应答，8位数据，应答，停止位。
当数据为一串字节传送时，格式为：
开始位，8位地址位（含1位读写位），应答，8位数据，应答，8位数据，应答，……，8位数据，应答，停止位。
需要注意的是：
1，SCL一直由Master控制，SDA依照数据传送的方向，读数据时由Slave控制SDA，写数据时由Master控制SDA。当8位数据传送完毕之后，应答位或者否应答位的SDA控制权与数据位传送时相反。
2，开始位“Start”和停止位“Stop”，只能由Master来发出。
3，地址的8位传送完毕后，成功配置地址的Slave设备必须发送“ACK”。否则否则一定时间之后Master视为超时，将放弃数据传送，发送“Stop”。
4，当写数据的时候，Master每发送完8个数据位，Slave设备如果还有空间接受下一个字节应该回答“ACK”，Slave设备如果没有空间接受更多的字节应该回答“NACK”，Master当收到“NACK”或者一定时间之后没收到任何数据将视为超时，此时Master放弃数据传送，发送“Stop”。
5，当读数据的时候，Slave设备每发送完8个数据位，如果Master希望继续读下一个字节，Master应该回答“ACK”以提示Slave准备下一个数据，如果Master不希望读取更多字节，Master应该回答“NACK”以提示Slave设备准备接收Stop信 。
6，当Master速度过快Slave端来不及处理时，Slave设备可以拉低SCL不放（SCL=0将发生“线与”）以阻止Master发送更多的数据。此时Master将视情况减慢或结束数据传送。

在实际应用中，并没有强制规定数据接收方必须对于发送的8位数据做出回应，尤其是在Master和Slave端都是用GPIO软件模拟的方法来实现的情况下，编程者可以事先约定数据传送的长度，不发送ACK，有时可以起到减少系统开销的效果。

源码:

/********************************************************************/

void i2c_init(void)
{
PACNT_init;
PADDR_init;
PADAT_init;

SCL_high;
SDA_high;
}

/********************************************************************/

uint8 i2c_write(uint8 slave_address, uint8 *buffer, int byte_count, int freq)
{
    uint8 out_mask = 0x80;
    uint8 value = 0x00;
  uint8 send_byte = 0x00;
  uint8 status = 0x81;
  int count = 8;
  int clk_count = 0;
int i = 0;

/* Set delay value based on frequency. */
int D = (int) ((4000/freq) – 14);

slave_address = (slave_address & 0xFE);
        
  i2c_start();
  delay(500);
  
   send_byte = slave_address;
        
   for(i = 0; i <= byte_count; i++)
   {    
    count = 8;  
    out_mask = 0x80;
        
    /* Send data bytes one bit at a time. */  
    while(count > 0)
    {            
     value = ((send_byte & out_mask) 1 : 0);
      if (value == 1)
      {
       PADAT_init;
        SDA_high;}
      else
      {
       PADAT_init;
       SDA_low;}
      
      delay(D);    
                  
        PADAT_init;
      SCL_high;
      
      /* Clock stretching wait statement.  Wait until clock is released
      by slave.  Only effects program on first iteration.  */
   while (((GPIO_PADAT & 0x0200) 1 : 0) == 0){;}

      delay(2*D);  
      
      PADAT_init;
      SCL_low;
      delay(D);
      
      out_mask >>= 1;
      count–;  
     }
    
     PADAT_init;
     SDA_high;  /* Let go of data pin. */
     delay(D);
      
     if (((GPIO_PADAT & 0x0400) 1 : 0) == 1)
     {
      status = 0xA1; /* Transfer complete, bus busy, acknowledge not received. */
      break; } /* If not acknowledged, exit loop. */
    
    PADAT_init;
     SCL_high;
     delay(2*D);  
    
     PADAT_init;
     SCL_low;
     status = 0xA0;  /* Transfer complete, bus busy, acknowledge received. */
     delay(D);
    
     send_byte = buffer[i];      
    }
    
    PADAT_init;
    SDA_high;
    SCL_low;  
delay(100);
return(status);
}

/********************************************************************/

uint8 i2c_read(uint8 slave_address, uint8 *buffer, int byte_count, int freq)
{
uint8 input_byte = 0x00;
uint8 value = 0x00;
uint8 out_mask = 0x80;
uint8 status = 0x81;
int count = 8;
int clk_count = 0;
int i = 0;

/* Set delay value based on frequency. */
int D = (int) ((4000/freq) – 14);

slave_address = (slave_address | 0x01);
  
i2c_start();
delay(500);
              
/**********  Write Address Procedure **********/
  
   while(count > 0)
   {
    value = ((slave_address & out_mask) 1 : 0);
     if (value == 1)
     {
      PADAT_init;
       SDA_high;}
     else
     {
      PADAT_init;
      SDA_low;}
      delay(D);      
                  
      PADAT_init;
     SCL_high;
      
     /* Clock stretching wait.  Wait until clock is released
     by slave.  */
     while (((GPIO_PADAT & 0x0200) 1 : 0) == 0){;}

     delay(2*D);
      
     PADAT_init;
     SCL_low;
     delay(D);  
      
     out_mask >>= 1;
     count–;        
  }
    
    PADAT_init;
  SDA_high;  /* Let go of data pin. */
    delay(D);
    SCL_high;
    delay(2*D);  
    
    /* If not acknowleged, set status accordingly and exit read process. */
    if (((GPIO_PADAT & 0x0400) 1 : 0) == 1)
    {
     status = 0xA1;
     return(status);}
    
    PADAT_init;
    SCL_low;
    delay(D);

/**********  Begin Read Procedure **********/

/* Release SDA and SCL to initiate transfer. */
PADAT_init;    
SDA_high;
SCL_high;

for(i = 0; i < byte_count; i++)
{
  count = 8;
  input_byte = 0x00;
  
  PADAT_init;
  SCL_high;
  
  /* Clock stretching wait.  Wait until clock is released
     by slave.  */
  while (((GPIO_PADAT & 0x0200) 1 : 0) == 0){;}
          
  /* Loop for bit-by-bit read of data. */
  while(count > 0)
  {
    PADAT_init;
    SCL_high;
    delay(D);  
    delay(4); /* Required to make read and write clocks the same freq. */
    
   if ((GPIO_PADAT & 0x0600) == 0x0600)
    input_byte++;
  
   delay(D);  
  
   PADAT_init;
   SCL_low;
   delay(2*D);
      
   if (count == 1)
    break;
   else  
    input_byte <<= 1;
  
   count–;
  }

  /* Write input byte to “read_buffer”. */
  buffer[i] = input_byte;
    
  if(i == (byte_count – 1))
   break;
    
     /* Below is the acknowledge procedure. */    
     PADAT_init;
     SDA_low;
     delay(D);  
     SCL_high;    
  delay(2*D);  
    
     PADAT_init;
     SCL_low;
     delay(D);  
     SDA_high;
     status = 0xA0;
}    

/* Standard protocol calls for the last read byte to
    not receive an acknowledge from the master. */    
PADAT_init;
    SDA_high;
    SCL_high;    
delay(2*D);
    
   PADAT_init;
   SCL_low;
   delay(D);  
   SDA_high;
   status = 0xA1;
   return(status);
}

/********************************************************************/

void i2c_start(void)
{
int clk_count = 0;
uint8 compare = 0x00;

PADAT_init;  
SDA_high;
delay(100);

PADAT_init;  
SCL_high;
delay(100);

/* Clock stretching wait.  Wait until clock is released
    by slave.  */
while (((GPIO_PADAT & 0x0200) 1 : 0) == 0){;}    
  
PADAT_init;
SDA_low;
delay(100);
    
    PADAT_init;  
SCL_low;
delay(100);
}

/********************************************************************/

uint8 i2c_stop(void)
{
uint8 status = 0x00;
int clk_count = 0;
  
PADAT_init;
SCL_low;
delay(100);

PADAT_init;
SDA_low;
delay(100);
    
    PADAT_init;
SCL_high;

/* Clock stretching wait statement.  Wait until clock is released
    by slave.  */
while (((GPIO_PADAT & 0x0200) 1 : 0) == 0){;}
      
delay(100);
    
    PADAT_init;
SDA_high;
status = 0x81; /* Set bus idle. */
return(status);
}

/********************************************************************/

void delay(int value)
{
int clk_count = 0;
while (clk_count < value)
{clk_count++;}
}

/********************************************************************/