git.sur5r.net Git - freertos/blob - FreeRTOS/Demo/CORTEX_EFM32_Gecko_Starter_Kit_Simplicity_Studio/Source/SilLabs_Code/emlib/inc/em_i2c.h

   1 /***************************************************************************//**\r
   2  * @file em_i2c.h\r
   3  * @brief Inter-intergrated circuit (I2C) peripheral API\r
   4  * @version 4.2.1\r
   5  *******************************************************************************\r
   6  * @section License\r
   7  * <b>(C) Copyright 2015 Silicon Labs, http://www.silabs.com</b>\r
   8  *******************************************************************************\r
   9  *\r
  10  * Permission is granted to anyone to use this software for any purpose,\r
  11  * including commercial applications, and to alter it and redistribute it\r
  12  * freely, subject to the following restrictions:\r
  13  *\r
  14  * 1. The origin of this software must not be misrepresented; you must not\r
  15  *    claim that you wrote the original software.\r
  16  * 2. Altered source versions must be plainly marked as such, and must not be\r
  17  *    misrepresented as being the original software.\r
  18  * 3. This notice may not be removed or altered from any source distribution.\r
  19  *\r
  20  * DISCLAIMER OF WARRANTY/LIMITATION OF REMEDIES: Silicon Labs has no\r
  21  * obligation to support this Software. Silicon Labs is providing the\r
  22  * Software "AS IS", with no express or implied warranties of any kind,\r
  23  * including, but not limited to, any implied warranties of merchantability\r
  24  * or fitness for any particular purpose or warranties against infringement\r
  25  * of any proprietary rights of a third party.\r
  26  *\r
  27  * Silicon Labs will not be liable for any consequential, incidental, or\r
  28  * special damages, or any other relief, or for any claim by any third party,\r
  29  * arising from your use of this Software.\r
  30  *\r
  31  ******************************************************************************/\r
  32 \r
  33 #ifndef __SILICON_LABS_EM_I2C_H__\r
  34 #define __SILICON_LABS_EM_I2C_H__\r
  35 \r
  36 #include "em_device.h"\r
  37 #if defined(I2C_COUNT) && (I2C_COUNT > 0)\r
  38 \r
  39 #include <stdbool.h>\r
  40 \r
  41 #ifdef __cplusplus\r
  42 extern "C" {\r
  43 #endif\r
  44 \r
  45 /***************************************************************************//**\r
  46  * @addtogroup EM_Library\r
  47  * @{\r
  48  ******************************************************************************/\r
  49 \r
  50 /***************************************************************************//**\r
  51  * @addtogroup I2C\r
  52  * @{\r
  53  ******************************************************************************/\r
  54 \r
  55 /*******************************************************************************\r
  56  *******************************   DEFINES   ***********************************\r
  57  ******************************************************************************/\r
  58 \r
  59 /**\r
  60  * @brief\r
  61  *   Standard mode max frequency assuming using 4:4 ratio for Nlow:Nhigh.\r
  62  * @details\r
  63  *   From I2C specification: Min Tlow = 4.7us, min Thigh = 4.0us,\r
  64  *   max Trise=1.0us, max Tfall=0.3us. Since ratio is 4:4, have to use\r
  65  *   worst case value of Tlow or Thigh as base.\r
  66  *\r
  67  *   1/(Tlow + Thigh + 1us + 0.3us) = 1/(4.7 + 4.7 + 1.3)us = 93458Hz\r
  68  * @note\r
  69  *   Due to chip characteristics, the max value is somewhat reduced.\r
  70  */\r
  71 #if defined(_EFM32_GECKO_FAMILY) || defined(_EFM32_TINY_FAMILY) \\r
  72     || defined(_EFM32_ZERO_FAMILY) || defined(_EFM32_HAPPY_FAMILY)\r
  73 #define I2C_FREQ_STANDARD_MAX    93000\r
  74 #elif defined(_EFM32_GIANT_FAMILY) || defined(_EFM32_WONDER_FAMILY)\r
  75 #define I2C_FREQ_STANDARD_MAX    92000\r
  76 #elif defined(_SILICON_LABS_32B_PLATFORM_2)\r
  77 // None of the chips on this platform has been characterized on this parameter.\r
  78 // Use same value as on Wonder until further notice.\r
  79 #define I2C_FREQ_STANDARD_MAX    92000\r
  80 #else\r
  81 #error "Unknown device family."\r
  82 #endif\r
  83 \r
  84 /**\r
  85  * @brief\r
  86  *   Fast mode max frequency assuming using 6:3 ratio for Nlow:Nhigh.\r
  87  * @details\r
  88  *   From I2C specification: Min Tlow = 1.3us, min Thigh = 0.6us,\r
  89  *   max Trise=0.3us, max Tfall=0.3us. Since ratio is 6:3, have to use\r
  90  *   worst case value of Tlow or 2xThigh as base.\r
  91  *\r
  92  *   1/(Tlow + Thigh + 0.3us + 0.3us) = 1/(1.3 + 0.65 + 0.6)us = 392157Hz\r
  93  */\r
  94 #define I2C_FREQ_FAST_MAX        392157\r
  95 \r
  96 \r
  97 /**\r
  98  * @brief\r
  99  *   Fast mode+ max frequency assuming using 11:6 ratio for Nlow:Nhigh.\r
 100  * @details\r
 101  *   From I2C specification: Min Tlow = 0.5us, min Thigh = 0.26us,\r
 102  *   max Trise=0.12us, max Tfall=0.12us. Since ratio is 11:6, have to use\r
 103  *   worst case value of Tlow or (11/6)xThigh as base.\r
 104  *\r
 105  *   1/(Tlow + Thigh + 0.12us + 0.12us) = 1/(0.5 + 0.273 + 0.24)us = 987167Hz\r
 106  */\r
 107 #define I2C_FREQ_FASTPLUS_MAX    987167\r
 108 \r
 109 \r
 110 /**\r
 111  * @brief\r
 112  *   Indicate plain write sequence: S+ADDR(W)+DATA0+P.\r
 113  * @details\r
 114  *   @li S - Start\r
 115  *   @li ADDR(W) - address with W/R bit cleared\r
 116  *   @li DATA0 - Data taken from buffer with index 0\r
 117  *   @li P - Stop\r
 118  */\r
 119 #define I2C_FLAG_WRITE          0x0001\r
 120 \r
 121 /**\r
 122  * @brief\r
 123  *   Indicate plain read sequence: S+ADDR(R)+DATA0+P.\r
 124  * @details\r
 125  *   @li S - Start\r
 126  *   @li ADDR(R) - address with W/R bit set\r
 127  *   @li DATA0 - Data read into buffer with index 0\r
 128  *   @li P - Stop\r
 129  */\r
 130 #define I2C_FLAG_READ           0x0002\r
 131 \r
 132 /**\r
 133  * @brief\r
 134  *   Indicate combined write/read sequence: S+ADDR(W)+DATA0+Sr+ADDR(R)+DATA1+P.\r
 135  * @details\r
 136  *   @li S - Start\r
 137  *   @li Sr - Repeated start\r
 138  *   @li ADDR(W) - address with W/R bit cleared\r
 139  *   @li ADDR(R) - address with W/R bit set\r
 140  *   @li DATAn - Data written from/read into buffer with index n\r
 141  *   @li P - Stop\r
 142  */\r
 143 #define I2C_FLAG_WRITE_READ     0x0004\r
 144 \r
 145 /**\r
 146  * @brief\r
 147  *   Indicate write sequence using two buffers: S+ADDR(W)+DATA0+DATA1+P.\r
 148  * @details\r
 149  *   @li S - Start\r
 150  *   @li ADDR(W) - address with W/R bit cleared\r
 151  *   @li DATAn - Data written from buffer with index n\r
 152  *   @li P - Stop\r
 153  */\r
 154 #define I2C_FLAG_WRITE_WRITE    0x0008\r
 155 \r
 156 /** Use 10 bit address. */\r
 157 #define I2C_FLAG_10BIT_ADDR     0x0010\r
 158 \r
 159 \r
 160 /*******************************************************************************\r
 161  ********************************   ENUMS   ************************************\r
 162  ******************************************************************************/\r
 163 \r
 164 /** Clock low to high ratio settings. */\r
 165 typedef enum\r
 166 {\r
 167   i2cClockHLRStandard  = _I2C_CTRL_CLHR_STANDARD,      /**< Ratio is 4:4 */\r
 168   i2cClockHLRAsymetric = _I2C_CTRL_CLHR_ASYMMETRIC,    /**< Ratio is 6:3 */\r
 169   i2cClockHLRFast      = _I2C_CTRL_CLHR_FAST           /**< Ratio is 11:3 */\r
 170 } I2C_ClockHLR_TypeDef;\r
 171 \r
 172 \r
 173 /** Return codes for single master mode transfer function. */\r
 174 typedef enum\r
 175 {\r
 176   /* In progress code (>0) */\r
 177   i2cTransferInProgress = 1,    /**< Transfer in progress. */\r
 178 \r
 179   /* Complete code (=0) */\r
 180   i2cTransferDone       = 0,    /**< Transfer completed successfully. */\r
 181 \r
 182   /* Transfer error codes (<0) */\r
 183   i2cTransferNack       = -1,   /**< NACK received during transfer. */\r
 184   i2cTransferBusErr     = -2,   /**< Bus error during transfer (misplaced START/STOP). */\r
 185   i2cTransferArbLost    = -3,   /**< Arbitration lost during transfer. */\r
 186   i2cTransferUsageFault = -4,   /**< Usage fault. */\r
 187   i2cTransferSwFault    = -5    /**< SW fault. */\r
 188 } I2C_TransferReturn_TypeDef;\r
 189 \r
 190 \r
 191 /*******************************************************************************\r
 192  *******************************   STRUCTS   ***********************************\r
 193  ******************************************************************************/\r
 194 \r
 195 /** I2C initialization structure. */\r
 196 typedef struct\r
 197 {\r
 198   /** Enable I2C peripheral when init completed. */\r
 199   bool                 enable;\r
 200 \r
 201   /** Set to master (true) or slave (false) mode */\r
 202   bool                 master;\r
 203 \r
 204   /**\r
 205    * I2C reference clock assumed when configuring bus frequency setup.\r
 206    * Set it to 0 if currently configurated reference clock shall be used\r
 207    * This parameter is only applicable if operating in master mode.\r
 208    */\r
 209   uint32_t             refFreq;\r
 210 \r
 211   /**\r
 212    * (Max) I2C bus frequency to use. This parameter is only applicable\r
 213    * if operating in master mode.\r
 214    */\r
 215   uint32_t             freq;\r
 216 \r
 217   /** Clock low/high ratio control. */\r
 218   I2C_ClockHLR_TypeDef clhr;\r
 219 } I2C_Init_TypeDef;\r
 220 \r
 221 /** Suggested default config for I2C init structure. */\r
 222 #define I2C_INIT_DEFAULT                                                  \\r
 223 {                                                                         \\r
 224   true,                    /* Enable when init done */                    \\r
 225   true,                    /* Set to master mode */                       \\r
 226   0,                       /* Use currently configured reference clock */ \\r
 227   I2C_FREQ_STANDARD_MAX,   /* Set to standard rate assuring being */      \\r
 228                            /* within I2C spec */                          \\r
 229   i2cClockHLRStandard      /* Set to use 4:4 low/high duty cycle */       \\r
 230 }\r
 231 \r
 232 \r
 233 /**\r
 234  * @brief\r
 235  *   Master mode transfer message structure used to define a complete\r
 236  *   I2C transfer sequence (from start to stop).\r
 237  * @details\r
 238  *   The structure allows for defining the following types of sequences,\r
 239  *   please refer to defines for sequence details.\r
 240  *   @li #I2C_FLAG_READ - data read into buf[0].data\r
 241  *   @li #I2C_FLAG_WRITE - data written from buf[0].data\r
 242  *   @li #I2C_FLAG_WRITE_READ - data written from buf[0].data and read\r
 243  *     into buf[1].data\r
 244  *   @li #I2C_FLAG_WRITE_WRITE - data written from buf[0].data and\r
 245  *     buf[1].data\r
 246  */\r
 247 typedef struct\r
 248 {\r
 249   /**\r
 250    * @brief\r
 251    *   Address to use after (repeated) start.\r
 252    * @details\r
 253    *   Layout details, A = address bit, X = don't care bit (set to 0):\r
 254    *   @li 7 bit address - use format AAAA AAAX.\r
 255    *   @li 10 bit address - use format XXXX XAAX AAAA AAAA\r
 256    */\r
 257   uint16_t addr;\r
 258 \r
 259   /** Flags defining sequence type and details, see I2C_FLAG_... defines. */\r
 260   uint16_t flags;\r
 261 \r
 262   /**\r
 263    * Buffers used to hold data to send from or receive into depending\r
 264    * on sequence type.\r
 265    */\r
 266   struct\r
 267   {\r
 268     /** Buffer used for data to transmit/receive, must be @p len long. */\r
 269     uint8_t  *data;\r
 270 \r
 271     /**\r
 272      * Number of bytes in @p data to send or receive. Notice that when\r
 273      * receiving data to this buffer, at least 1 byte must be received.\r
 274      * Setting @p len to 0 in the receive case is considered a usage fault.\r
 275      * Transmitting 0 bytes is legal, in which case only the address\r
 276      * is transmitted after the start condition.\r
 277      */\r
 278     uint16_t len;\r
 279   } buf[2];\r
 280 } I2C_TransferSeq_TypeDef;\r
 281 \r
 282 \r
 283 /*******************************************************************************\r
 284  *****************************   PROTOTYPES   **********************************\r
 285  ******************************************************************************/\r
 286 \r
 287 uint32_t I2C_BusFreqGet(I2C_TypeDef *i2c);\r
 288 void I2C_BusFreqSet(I2C_TypeDef *i2c,\r
 289                     uint32_t freqRef,\r
 290                     uint32_t freqScl,\r
 291                     I2C_ClockHLR_TypeDef i2cMode);\r
 292 void I2C_Enable(I2C_TypeDef *i2c, bool enable);\r
 293 void I2C_Init(I2C_TypeDef *i2c, const I2C_Init_TypeDef *init);\r
 294 \r
 295 /***************************************************************************//**\r
 296  * @brief\r
 297  *   Clear one or more pending I2C interrupts.\r
 298  *\r
 299  * @param[in] i2c\r
 300  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 301  *\r
 302  * @param[in] flags\r
 303  *   Pending I2C interrupt source to clear. Use a bitwse logic OR combination of\r
 304  *   valid interrupt flags for the I2C module (I2C_IF_nnn).\r
 305  ******************************************************************************/\r
 306 __STATIC_INLINE void I2C_IntClear(I2C_TypeDef *i2c, uint32_t flags)\r
 307 {\r
 308   i2c->IFC = flags;\r
 309 }\r
 310 \r
 311 \r
 312 /***************************************************************************//**\r
 313  * @brief\r
 314  *   Disable one or more I2C interrupts.\r
 315  *\r
 316  * @param[in] i2c\r
 317  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 318  *\r
 319  * @param[in] flags\r
 320  *   I2C interrupt sources to disable. Use a bitwise logic OR combination of\r
 321  *   valid interrupt flags for the I2C module (I2C_IF_nnn).\r
 322  ******************************************************************************/\r
 323 __STATIC_INLINE void I2C_IntDisable(I2C_TypeDef *i2c, uint32_t flags)\r
 324 {\r
 325   i2c->IEN &= ~(flags);\r
 326 }\r
 327 \r
 328 \r
 329 /***************************************************************************//**\r
 330  * @brief\r
 331  *   Enable one or more I2C interrupts.\r
 332  *\r
 333  * @note\r
 334  *   Depending on the use, a pending interrupt may already be set prior to\r
 335  *   enabling the interrupt. Consider using I2C_IntClear() prior to enabling\r
 336  *   if such a pending interrupt should be ignored.\r
 337  *\r
 338  * @param[in] i2c\r
 339  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 340  *\r
 341  * @param[in] flags\r
 342  *   I2C interrupt sources to enable. Use a bitwise logic OR combination of\r
 343  *   valid interrupt flags for the I2C module (I2C_IF_nnn).\r
 344  ******************************************************************************/\r
 345 __STATIC_INLINE void I2C_IntEnable(I2C_TypeDef *i2c, uint32_t flags)\r
 346 {\r
 347   i2c->IEN |= flags;\r
 348 }\r
 349 \r
 350 \r
 351 /***************************************************************************//**\r
 352  * @brief\r
 353  *   Get pending I2C interrupt flags.\r
 354  *\r
 355  * @note\r
 356  *   The event bits are not cleared by the use of this function.\r
 357  *\r
 358  * @param[in] i2c\r
 359  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 360  *\r
 361  * @return\r
 362  *   I2C interrupt sources pending. A bitwise logic OR combination of valid\r
 363  *   interrupt flags for the I2C module (I2C_IF_nnn).\r
 364  ******************************************************************************/\r
 365 __STATIC_INLINE uint32_t I2C_IntGet(I2C_TypeDef *i2c)\r
 366 {\r
 367   return i2c->IF;\r
 368 }\r
 369 \r
 370 \r
 371 /***************************************************************************//**\r
 372  * @brief\r
 373  *   Get enabled and pending I2C interrupt flags.\r
 374  *   Useful for handling more interrupt sources in the same interrupt handler.\r
 375  *\r
 376  * @note\r
 377  *   Interrupt flags are not cleared by the use of this function.\r
 378  *\r
 379  * @param[in] i2c\r
 380  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 381  *\r
 382  * @return\r
 383  *   Pending and enabled I2C interrupt sources\r
 384  *   The return value is the bitwise AND of\r
 385  *   - the enabled interrupt sources in I2Cn_IEN and\r
 386  *   - the pending interrupt flags I2Cn_IF\r
 387  ******************************************************************************/\r
 388 __STATIC_INLINE uint32_t I2C_IntGetEnabled(I2C_TypeDef *i2c)\r
 389 {\r
 390   uint32_t ien;\r
 391 \r
 392   ien = i2c->IEN;\r
 393   return i2c->IF & ien;\r
 394 }\r
 395 \r
 396 \r
 397 /***************************************************************************//**\r
 398  * @brief\r
 399  *   Set one or more pending I2C interrupts from SW.\r
 400  *\r
 401  * @param[in] i2c\r
 402  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 403  *\r
 404  * @param[in] flags\r
 405  *   I2C interrupt sources to set to pending. Use a bitwise logic OR combination\r
 406  *   of valid interrupt flags for the I2C module (I2C_IF_nnn).\r
 407  ******************************************************************************/\r
 408 __STATIC_INLINE void I2C_IntSet(I2C_TypeDef *i2c, uint32_t flags)\r
 409 {\r
 410   i2c->IFS = flags;\r
 411 }\r
 412 \r
 413 void I2C_Reset(I2C_TypeDef *i2c);\r
 414 \r
 415 /***************************************************************************//**\r
 416  * @brief\r
 417  *   Get slave address used for I2C peripheral (when operating in slave mode).\r
 418  *\r
 419  * @details\r
 420  *   For 10 bit addressing mode, the address is split in two bytes, and only\r
 421  *   the first byte setting is fetched, effectively only controlling the 2 most\r
 422  *   significant bits of the 10 bit address. Full handling of 10 bit addressing\r
 423  *   in slave mode requires additional SW handling.\r
 424  *\r
 425  * @param[in] i2c\r
 426  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 427  *\r
 428  * @return\r
 429  *   I2C slave address in use. The 7 most significant bits define the actual\r
 430  *   address, the least significant bit is reserved and always returned as 0.\r
 431  ******************************************************************************/\r
 432 __STATIC_INLINE uint8_t I2C_SlaveAddressGet(I2C_TypeDef *i2c)\r
 433 {\r
 434   return ((uint8_t)(i2c->SADDR));\r
 435 }\r
 436 \r
 437 \r
 438 /***************************************************************************//**\r
 439  * @brief\r
 440  *   Set slave address to use for I2C peripheral (when operating in slave mode).\r
 441  *\r
 442  * @details\r
 443  *   For 10 bit addressing mode, the address is split in two bytes, and only\r
 444  *   the first byte is set, effectively only controlling the 2 most significant\r
 445  *   bits of the 10 bit address. Full handling of 10 bit addressing in slave\r
 446  *   mode requires additional SW handling.\r
 447  *\r
 448  * @param[in] i2c\r
 449  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 450  *\r
 451  * @param[in] addr\r
 452  *   I2C slave address to use. The 7 most significant bits define the actual\r
 453  *   address, the least significant bit is reserved and always set to 0.\r
 454  ******************************************************************************/\r
 455 __STATIC_INLINE void I2C_SlaveAddressSet(I2C_TypeDef *i2c, uint8_t addr)\r
 456 {\r
 457   i2c->SADDR = (uint32_t)addr & 0xfe;\r
 458 }\r
 459 \r
 460 \r
 461 /***************************************************************************//**\r
 462  * @brief\r
 463  *   Get slave address mask used for I2C peripheral (when operating in slave\r
 464  *   mode).\r
 465  *\r
 466  * @details\r
 467  *   The address mask defines how the comparator works. A bit position with\r
 468  *   value 0 means that the corresponding slave address bit is ignored during\r
 469  *   comparison (don't care). A bit position with value 1 means that the\r
 470  *   corresponding slave address bit must match.\r
 471  *\r
 472  *   For 10 bit addressing mode, the address is split in two bytes, and only\r
 473  *   the mask for the first address byte is fetched, effectively only\r
 474  *   controlling the 2 most significant bits of the 10 bit address.\r
 475  *\r
 476  * @param[in] i2c\r
 477  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 478  *\r
 479  * @return\r
 480  *   I2C slave address mask in use. The 7 most significant bits define the\r
 481  *   actual address mask, the least significant bit is reserved and always\r
 482  *   returned as 0.\r
 483  ******************************************************************************/\r
 484 __STATIC_INLINE uint8_t I2C_SlaveAddressMaskGet(I2C_TypeDef *i2c)\r
 485 {\r
 486   return ((uint8_t)(i2c->SADDRMASK));\r
 487 }\r
 488 \r
 489 \r
 490 /***************************************************************************//**\r
 491  * @brief\r
 492  *   Set slave address mask used for I2C peripheral (when operating in slave\r
 493  *   mode).\r
 494  *\r
 495  * @details\r
 496  *   The address mask defines how the comparator works. A bit position with\r
 497  *   value 0 means that the corresponding slave address bit is ignored during\r
 498  *   comparison (don't care). A bit position with value 1 means that the\r
 499  *   corresponding slave address bit must match.\r
 500  *\r
 501  *   For 10 bit addressing mode, the address is split in two bytes, and only\r
 502  *   the mask for the first address byte is set, effectively only controlling\r
 503  *   the 2 most significant bits of the 10 bit address.\r
 504  *\r
 505  * @param[in] i2c\r
 506  *   Pointer to I2C peripheral register block.\r
 507  *\r
 508  * @param[in] mask\r
 509  *   I2C slave address mask to use. The 7 most significant bits define the\r
 510  *   actual address mask, the least significant bit is reserved and should\r
 511  *   be 0.\r
 512  ******************************************************************************/\r
 513 __STATIC_INLINE void I2C_SlaveAddressMaskSet(I2C_TypeDef *i2c, uint8_t mask)\r
 514 {\r
 515   i2c->SADDRMASK = (uint32_t)mask & 0xfe;\r
 516 }\r
 517 \r
 518 \r
 519 I2C_TransferReturn_TypeDef I2C_Transfer(I2C_TypeDef *i2c);\r
 520 I2C_TransferReturn_TypeDef I2C_TransferInit(I2C_TypeDef *i2c,\r
 521                                             I2C_TransferSeq_TypeDef *seq);\r
 522 \r
 523 /** @} (end addtogroup I2C) */\r
 524 /** @} (end addtogroup EM_Library) */\r
 525 \r
 526 #ifdef __cplusplus\r
 527 }\r
 528 #endif\r
 529 \r
 530 #endif /* defined(I2C_COUNT) && (I2C_COUNT > 0) */\r
 531 #endif /* __SILICON_LABS_EM_I2C_H__ */\r