说明

图 1-1 展示了如何使用 MSPM0 作为 I2C 控制器，从 UART 接口向多个目标 I2C 外设传输数据或命令。传入的 UART 数据包经过专门格式化，便于过渡到 I2C 通信。图 1-1 可将通信中的错误传回主机设备。此示例的代码可在 UART 转 I2C 桥接器子系统代码中找到。

图 1-1 子系统功能方框图

要求

应用此设计需要 UART 和 I2C 外设。

兼容器件

表 1-2 根据表 1-1 中的要求列出了兼容器件和相应的 EVM。如果符合表 1-1 中的要求，也可以使用其他 MSPM0 器件和相应的 EVM。

设计注意事项

1. 通信速度。
   1. 提高这两个接口的速度可增加数据吞吐量，减少数据冲突的可能性。
   2. 如果 I2C 速度提高，则需要根据 I2C 规范调整外部上拉电阻以允许通信。
   3. 以更高的速度重复的大数据包会影响整体系统性能。为提高桥接器利用率，有必要对该代码进行进一步优化。其他优化包括更高的器件运行速度、多个传输缓冲器、减小标头大小或简化状态机。
      注： 图 1-1 示例仅使用 9600 波特 (UART) 和 100kHz (I2C) 的默认速度进行了测试。
2. UART 标头。
   1. UART 数据包标头和起始字节值可针对您的应用进行自定义。德州仪器 (TI) 建议在典型数据传输开始时分配不太可能发生的值。
3. 错误处理。
   1. 如果使用计算机终端监测 UART 总线，则将错误值对应于 ASCII 数值。
   2. 确保主机 UART 器件可以读取错误值并知道相关含义，以便主机可以执行相应的操作。
   3. 通过修改 ErrorFlags 结构类型添加其他错误类型，并在 Uart_Bridge() 中添加其他错误检测代码。
   4. 当前实现检测有限的错误，并在 UART 接口上反馈相应的代码。然后，应用程序代码跳出当前通信状态机。用户可以添加额外的错误处理代码来更改发生错误时桥接器的行为。例如，发生 NACK 后重新发送 I2C 数据包。
      注： 图 1-1 当前标记常见错误并为其分配数值，如 ErrorFlags 结构类型中定义。

所需的 UART 数据包

图 1-5 展示了正确桥接至 I2C 接口所需的 UART 数据包。显示的值是图 1-1 中定义的默认标头值。

• 起始字节：桥接器用来指示新事务开始的值。在桥接器确认该值之前，UART 传输将被忽略。
• I2C 地址：主机与之通信的 I2C 目标的地址。
• I2C 读取或写入指示器：桥接器从目标 I2C 器件读取或写入的值。
• 消息长度 N：传输的数据长度（单位：字节）。该值不能大于定义的 I2C 最大数据包长度。
• D0，D1....，Dn：桥接器内传输的数据。

图 1-5 UART 桥接器数据包说明

应用程序代码

要更改 UART 数据包使用的特定值或最大 I2C 数据包大小，请修改文档开头的 #defines，如以下代码块所示：

/* Define UART Header and Start Byte*/
#define UART_HEADER_LENGTH 0x03
#define UART_START_BYTE 0xF8
#define UART_READ_I2C_BYTE 0xFA
#define UART_WRITE_I2C_BYTE 0xFB
#define ADDRESS_INDEX   0x00
#define RW_INDEX        0x01
#define LENGTH_INDEX    0x02

/*Define max packet sizes*/
#define I2C_MAX_PACKET_SIZE 16
#define UART_MAX_PACKET_SIZE (I2C_MAX_PACKET_SIZE + UART_HEADER_LENGTH)

代码中有几点是关于错误检测的注释。用户可以在代码中的这些点添加自定义错误处理和额外的错误报告。为简洁起见，此处并未包含所有错误处理代码交叉点。在实际操作中，请搜索代码中的注释，类似于下面代码块中的演示：

while (DL_I2C_isControllerRXFIFOEmpty(I2C_BRIDGE_INST) != true) {
    if (gI2C_Count < gI2C_Length) {
        gI2C_Data[gI2C_Count++] =
            DL_I2C_receiveControllerData(I2C_BRIDGE_INST);
    } else {
        /* 
        * Ignore and remove from FIFO if the buffer is full
        * Optionally add error flag update
         */
        DL_I2C_receiveControllerData(I2C_BRIDGE_INST);
        gError = ERROR_I2C_OVERUN;
    }
}

其他资源

• 德州仪器 (TI)，UART 转 I2C 桥接器子系统代码
• 德州仪器 (TI)，详细了解 TI Sysconfig 工具
• 德州仪器 (TI)，MSPM0 支持开发套件 工具
• 德州仪器 (TI)，MSPM0 Academy：UART 培训
• 德州仪器 (TI)，MSPM0 Academy：I2C 培训