LPC17系列Cortex M3处理器IIC程序开发指南

LPC17系列是恩智浦半导体(NXP)推出的一系列基于Cortex-M3内核的32位微控制器(MCU)。Cortex M3是ARM公司设计的一种高效能、低功耗的处理器核心，特别适合用于实时嵌入式系统。IIC（Inter-Integrated Circuit），即I2C（读作"I-two-C"或"I-squared-C"），是一种多主机、串行计算机总线，它允许在一个简单的双线总线上连接多个从设备和一个或多个主设备。 ### LPC17系列 Cortex M3 IIC程序知识点 #### LPC17系列MCU概述 LPC17系列微控制器具有丰富外设和接口，常见的LPC1768是其中的代表，具有128 kB到512 kB的内部闪存、64 kB的SRAM、两个高级定时器、多个串行端口（包括UART, I2S, SPI, SSP）、一个I2C总线接口等。 #### I2C协议基础 I2C协议是一种多主机串行计算机总线，允许连接多个从设备和一个或多个主设备。它只需要两条线：串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL)。I2C协议包括四种模式：标准模式(100kHz)、快速模式(400kHz)、快速模式+(1MHz)和高速模式(3.4MHz)。I2C通信是基于地址和数据的发送接收机制，每个I2C设备都有一个独立的地址。 #### LPC17的I2C硬件特性 LPC17系列的I2C接口支持所有I2C模式，并且拥有DMA支持，能够进行高效的数据传输。I2C接口支持总线仲裁，时钟同步和多主机功能。 #### LPC17系列IIC程序实现 1. **初始化**：在编写I2C程序前，首先要进行I2C接口的初始化。这包括配置I2C时钟速率（快速或标准模式）、设置总线地址、配置为master或slave模式等。 2. **I2C主设备操作**：当LPC17系列MCU作为主设备操作时，需要发送起始信号、传输数据、接收数据以及发送停止信号。 3. **I2C从设备操作**：作为从设备时，LPC17系列MCU需要响应主设备的地址请求、发送和接收数据，并能够处理总线事件如总线冲突等。 4. **中断和DMA处理**：为了提高效率，I2C通信通常会使用中断和直接内存访问(DMA)。这意味着当数据需要被发送或接收时，中断服务程序会被触发。如果使用DMA，则数据传输可以在不需要CPU直接参与的情况下完成。 5. **错误处理**：在I2C通信中，可能会遇到各种错误情况，例如总线繁忙、设备无法响应、数据接收错误等。良好的I2C程序应当具备检测这些异常并进行相应处理的能力。 #### LPC17系列I2C程序设计注意事项 1. **时序控制**：必须严格遵守I2C协议的时序要求，如时钟周期、数据稳定时间等，以确保数据能够被正确读取或写入。 2. **地址和数据格式**：I2C设备的地址和数据格式需要符合标准I2C协议，例如7位地址加读/写位。 3. **软件模拟与硬件支持**：虽然I2C通信可以通过软件方式模拟实现，但使用硬件支持可以极大提高效率和可靠性。LPC17系列提供了硬件I2C模块，开发者应充分利用硬件特性来实现I2C通信。 4. **多主模式下的冲突解决**：在多主模式下，应考虑冲突解决方案，确保总线冲突时数据传输不会出错。 5. **低功耗管理**：在设计I2C程序时，应当注意低功耗的需求，合理安排I2C设备的工作状态，以减少功耗。 #### LPC17系列I2C程序开发工具和资源 1. **开发环境**：可使用Keil MDK、IAR、Eclipse等开发环境进行LPC17系列的程序开发。 2. **调试工具**：通过JTAG/SWD接口连接调试器，例如ULINK2、LPC-Link等，进行程序的调试和代码下载。 3. **参考手册**：恩智浦官方提供的参考手册对LPC17系列MCU的I2C接口进行了详细说明，是开发的重要参考资源。 4. **软件库**：恩智浦官方网站提供标准固件库，其中包含了针对LPC17系列MCU的I2C操作的软件库函数。 通过了解以上知识点，开发者可以掌握如何在LPC17系列Cortex-M3微控制器上实现IIC/I2C程序的设计、编程和调试，从而构建出稳定、高效的嵌入式系统。