CN114461566A - 基于单片机i2c接口的协议扩展与移植方法 - Google Patents

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汪杨刚
李林峰
杨叶婷
杨明洁
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Wuhan Haiwei Technology Co ltd
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Wuhan Haiwei Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及基于单片机I2C接口的协议扩展与移植方法，基于单片机I2C接口的协议扩展与移植方法，其特征在于，进行协议扩展时，在单片机的程序空间中将对应的寄存器地址扩展成一个数组的形式Address[RegInd]，对应256个寄存器地址则对应256个数组，数组的长度根据需要进行定义。本发明的方法在I2C遵循标准单片机I2C协议格式的状态下，扩展成Uart通信协议格式，并添加协议校验，增强扩展性、移植性和健壮性。修改之后的协议可以自定义长度和添加扩展协议Uart协议和I2C协议可以互相移植，实现平台化对接。

Description

基于单片机I2C接口的协议扩展与移植方法
技术领域
本发明属于显示屏单片机与主机之间的通信协议传输方式领域，特别涉及一种基于单片机I2C接口的协议扩展与移植方法。
背景技术
在单片机外设接口中，I2C协议格式是寄存器的形式，寄存器地址常用0x00～0xFF，或者扩展成2字节的寄存器地址，在前期定义好之后，当后期协议增加比较多的情况下很难扩展，或者将我们常用的Uart协议接口移植到I2C协议上，协议完全不通用，需要重新开发，大大影响开发时间，本发明主要介绍一种I2C协议的扩展方式解决上述的扩展性和移植简便性的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于单片机I2C接口的协议扩展与移植方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
基于单片机I2C接口的协议扩展与移植方法，其特征在于，进行协议扩展时，在单片机的程序空间中将对应的寄存器地址扩展成一个数组的形式Address[RegInd]，对应256个寄存器地址则对应256个数组，数组的长度根据需要进行定义。
进一步的，按照原先的Uart协议解析的方式对每个寄存器中存储的数据进行对应定义。
进一步的，每个寄存器中存储具有相关性的数据。
本发明的有益效果为：本发明的方法在I2C遵循标准单片机I2C协议格式的状态下，扩展成Uart通信协议格式，并添加协议校验，增强扩展性、移植性和健壮性。修改之后的协议可以自定义长度和添加扩展协议Uart协议和I2C协议可以互相移植，实现平台化对接。
附图介绍
图1为IRQ示意图；
图2为标准I2C连续写时序示意图；
图3为标准I2C连续读时序示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
I2C的通信方式是主从模式，从机无法主动发送数据，需要硬件添加1个IRQ的IO，从机需要主动发送数据时，通过IRQ给一个脉冲的形式通知主机读取从机发送的数据，如图1所示。
标准I2C时序见图2和图3。
以连续写说明，标准时序中连续写对应的Byte1为Byte0中的寄存器地址RegisterAddress，Byte2则自动加1为Register Address+1，寄存器地址为1个Byte，按照最大0x00～0xFF计算，一帧数据最多256个字节.
例如：通过I2C时序给寄存器地址为0x10的空间写入3个字节(0x21、0x23，0x56)，存放空间状态见表1：
表1
Address Data
0x10 0x21
0x11 0x23
0x12 0x56
进行协议扩展时，在单片机的程序空间中将对应的寄存器地址扩展成一个数组的形式Address[RegInd]，对应256个寄存器地址则对应256个数组，数组的长度可以根据需要定义足够长，例如1024或2048……，当寄存器地址为0x00时，数据1填入Address[0]，数据2放入Address[1]……
例如：通过I2C时序给寄存器地址为0x10的空间写入3个字节(0x21、0x23，0x56)，存放空间状态见表2：
表2
Address Data
0x10 0x21、0x23、0x56
由于扩展之后的协议数据是一个数组的形式，那么我们完全可以按照原先的Uart协议解析的方式进行定义，上层解析逻辑保持完全一致，见表3：
表3
Byte1 Header 起始符(1Byte)
Byte2 Commond XX(1Byte)
Byte3 Length_H 数据区的字节长度高位(1Byte)
Byte4 Length_L 数据区的字节长度低位(1Byte)
Byte(4+Length) DATA(0)～DATA(Length-1) 数据区(Length字节)
Byte(5+Length) CRC16_H CRC16校验的高位字节(1Byte)
Byte(6+Length) CRC16_L CRC16校验的低位字节(1Byte)
Byte(7+Length) End 结束符(1Byte)
实施例1
原先我们的平台是主机与显示屏一体，单片机接收数据的协议使用Uart的方式，随着车载显示屏的发展，当前项目更新为机屏分离的方案，使用I2C的方式进行协议传输。
下表4是关于升级包数据以及显示屏亮度等级数据的一个示例：
表4
Address Data
0x10(升级包数据) 0xE1(帧头)、0x23(Commond)、0x04、0x00(Length)、Data0～Data1023、0xE1(帧尾)
0x11(显示屏亮度等级数据) 0xE1(帧头)、0x03(commond)、0x00、0x03(Length)、Data0～Data2、0xE1(帧尾)
以升级包数据协议为例(需要传输1024字节数据做为一包完整的数据)：
实施前：
Figure BDA0003462504850000041
在0x8D～0xD0地址中存放68个字节数据，根据后面的协议说明可以看到，一帧数据中有64字节数据，需要传送1024字节的话，需要分段传输1024/64＝16次数据包
实施后：
Address Data
0x10(升级包数据) 0xE1(帧头)、0x23(Commond)、0x04、0x00(Length)、Data0～Data1023、0xE1(帧尾)
直接在0x10地址上存放，可以看到，只需要传输一次即可完成1024字节数据的传输。
本发明的做法，与uart通信协议相似，优点在于：
1、沿用Uart通信协议格式，只修改底层驱动即可完成协议的移植
2、添加升级协议，可以使用256字节或1024字节数据长度，加快升级速率
工厂生产测试协议临时可随意扩展添加。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.基于单片机I2C接口的协议扩展与移植方法，其特征在于，进行协议扩展时，在单片机的程序空间中将对应的寄存器地址扩展成一个数组的形式Address[RegInd]，对应256个寄存器地址则对应256个数组，数组的长度根据需要进行定义。
2.根据权利要求1所述的基于单片机I2C接口的协议扩展与移植方法，其特征在于，按照原先的Uart协议解析的方式对每个寄存器中存储的数据进行对应定义。
3.根据权利要求1所述的基于单片机I2C接口的协议扩展与移植方法，其特征在于，每个寄存器中存储具有相关性的数据。
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