Linux驱动之i2c用户态调用
一、概述
I2C只有两条线，一条串行数据线：SDA,一条是时钟线SCL.正因为这样，它方便了工程人员的布线.
二、用户态实现设备驱动
在Linux内核代码文件i2c-dev.c中实现了I2C适配器设备文件的功能，针对每个适配器生成一个主设备号为89的设备节点（次设备号为0-255），I2c-dev.c并没有针对特定的设备而设计，只是提供了通用的read(),write(),和ioctl()等文件操作接口，在用户空间的应用层就可以借用这些接口访问挂接在适配器上的I2C设备的存储空间或寄存器，并控制I2C设备的工作方式。
i2c适配器的设备节点是/dev/i2c-x，其中x是数字。由于适配器编号是动态分配的（和注册次序有关），所以想了解哪一个适配器对应什么编号，可以查看/sys/class/i2c-dev/目录下的文件内容。
三、用户态调用
3.1、i2c-dev
用户空间操作i2c,需要包含以下头文件。
打开适配器对应的设备节点
i2c-dev为打开的线程建立一个i2c_client，但是这个i2c_client并不加到i2c_adapter的client链表当中。他是一个虚拟的临时client,当用户打开设备节点时，它自动产生，当用户关闭设备节点时，它自动被释放。
3.2、ioctl()
查看include/linux/i2c-dev.h文件，可以看到i2c支持的IOCTL命令1.#define I2C_RETRIES0x0701
/*设置收不到ACK时的重试次数*/
2.#define I2C_TIMEOUT0x0702/*设置超
时时限的jiffies*/
3.#define I2C_SLAVE0x0703/
*设置从机地址*/
4.#define I2C_SLAVE_FORCE0x0706/*强制设置从机地
址*/
5.#define I2C_TENBIT0x0704/*
选择地址位长:=0for7bit,!=0for10bit*/
6.#define I2C_FUNCS0x0705/*
获取适配器支持的功能*/
7.#define I2C_RDWR0x0707
/*Combin ed R/W transfer(one STOP only)*/
8.#define I2C_PEC0
x0708/* !=0to use PEC with SMBus*/
9.#define I2C_SMBUS0x0720
/*SMBus transfer*/
例如：
1、设置重试次数：
ioctl(fd, I2C_RETRIES,m);
设置适配器收不到ACK时重试的次数为m。默认的重试次数为1
2、设置超时
ioctl(fd, I2C_TIMEOUT,m);
设置SMBus的超时时间为m，单位为jiffies。
3、设置从机地址
ioctl(fd, I2C_SLAVE,addr);
ioctl(fd, I2C_SLAVE_FORCE, addr);
在调用read()和write()函数之前必须设置从机地址。这两行都可以设置从机的地址，区别是第二行无论内核中是否已有驱动在使用这个地址都会成功，第一行则只在该地址空闲的情况下成功。由于i2c-dev 创建的i2c_client不加入i2c_adapter的client列表，所以不能防止其它线程使用同一地址，也不能防止驱动模块占用同一地址。
4、设置地址模式
ioctl(file,I2C_TENBIT,select)
如果select不等于0选择10bit地址模式，如果等于0选择7bit模式，默认7位模式。
3.3数据包
i2c发送或者接收一次数据都以数据包( struct i2c_msg )封装
addr是设备从地址。
flags是通信标志，发送数据为0，接收数据为I2C_M_RD。
len是数据长度
buf是传输数据
3.4、接受数据
设备驱动中我们通常调用/driver/i2c/i2c-core.c 定义的接口i2c_master_recv 来接收一次数据。通过i2c_transfer调用数据包。int i2c_master_recv(struct i2c_client *client, char *buf ,int count)
{
struct i2c_adapter *adap=client->adapter; // 获取adapter信息
struct i2c_msg msg; // 定义一个临时的数据包
int ret;
msg.addr = client->addr; // 将从机地址写入数据包
msg.flags = client->flags & I2C_M_TEN; // 将从机标志并入数据包
msg.flags |= I2C_M_RD; // 将此次通信的标志并入数据包
msg.len = count; // 将此次接收的数据字节数写入数据包
msg.buf = buf;
ret = i2c_transfer(adap, &msg, 1); // 调用平台接口接收数据
/* If everything went ok (i.e. 1 msg transmitted), return #bytes
transmitted, else error code. */
return (ret == 1) ? count : ret; // 如果接收成功就返回字节数
}
EXPORT_SYMBOL(i2c_master_recv);
参考驱动i2c_master_recv()函数封装属于自己用户态的接受函数。用户态是通过ioctl(handle->fd, I2C_RDWR, &data)函数与i2c从设备进行数据交互。主要有2个步骤：首先是写入需要读取的寄存器的地址，然后从寄存器中读取数据。需要2个数据包。如下：
3.5、发送数据
设备驱动中我们通常调用/driver/i2c/i2c-core.c 定义的接口i2c_master_send来发送一次数据。通过i2c_transfer调用数据包int i2c_master_send(struct i2c_client *client,const char *buf ,int count)
{
int ret;
struct i2c_adapter *adap=client->adapter; // 获取adapter信息
struct i2c_msg msg; // 定义一个临时的数据包
msg.addr = client->addr; // 将从机地址写入数据包
msg.flags = client->flags & I2C_M_TEN; // 将从机标志并入数据包
msg.len = count; // 将此次发送的数据字节数写入数据包
msg.buf = (char *)buf; // 将发送数据写入数据包
ret = i2c_transfer(adap, &msg, 1); // 调用平台接口发送数据
/* If everything went ok (i.e. 1 msg transmitted), return #bytes
transmitted, else error code. */
return (ret == 1) ? count : ret; // 如果发送成功就返回字节数
}
EXPORT_SYMBOL(i2c_master_send);
参考驱动i2c_master_send()函数封装属于自己用户态的接受函数。用户态是通过ioctl(handle->fd, I2C_RDWR, &data)函数与i2c从设备进行数据交互。每次要写入两个字节数据主要包括写入的寄存器地址和要写入的数据。只需发送一次数据包。如下：
3.6、使用案例
1.#include
2.#include
3.#include
4.#include
5.#include
6.#include
7.#include
8.#include
9.#include
10.
11.#define I2C_FILE_NAME "/dev/i2c-1"
12.#define I2C_ADDR 0x40
13.
14.int fd;
15.
16.int i2c_open()
17.{
18.fd = open(I2C_FILE_NAME, O_RDWR);
19.if(fd < 0){
20.perror("Unable to open i2c control file");
21.return 1;
22.}
23.}
24.
25.int i2c_write(int fd, unsigned char dev_addr, unsigned char reg_addr,
unsigned char val)
26.{
27.int ret;
28.unsigned char buf[2];
29.struct i2c_rdwr_ioctl_data data;
30.struct i2c_msg messages;
31.
32.buf[0] = reg_addr;
33.buf[1] = val;
34.messages.addr = dev_addr; //device address
35.messages.flags = 0; //write
36.messages.len = 2;
37.messages.buf = buf; //data address
38.
39.data.msgs = &messages;
40.data.nmsgs = 1;
41.if(ioctl(fd, I2C_RDWR, &data) < 0){
42.printf("write ioctl err\n");
43.return 1;
44.}
https://www.wendangku.net/doc/631249902.html,leep(1000);
46.
47.return 1;
48.}
49.
50.int i2c_read(int fd, unsigned char addr, unsigned char reg, unsigned char *val)
51.{
52.int ret;
53.struct i2c_rdwr_ioctl_data data;
54.struct i2c_msg messages[2];
55.
56.messages[0].addr = addr; //device address
57.messages[0].flags = 0; //write
58.messages[0].len = sizeof(reg);
59.messages[0].buf = ® //data address
60.
61.messages[1].addr = addr; //device address
62.messages[1].flags = I2C_M_RD; //read
63.messages[1].len = sizeof(val);
64.messages[1].buf = val;
65.
66.data.msgs = messages;
67.data.nmsgs = 2;
68.if(ioctl(fd, I2C_RDWR, &data) < 0){
69.printf("read ioctl err\n");
70.return 1;
71.}
72.
73.return 0;
74.}
75.
76.int main()
77.{
78.int i;
79.unsigned char buf[4];
80.unsigned char val[] = {0x04, 0x05, 0x06, 0x07};
81.
82.i2c_open();
83.
84.
85.for(i =0; i< 4; i++)
86.i2c_write(fd, I2C_ADDR, i, val[i]);
87.
88.
89.memset(buf, 0x00, sizeof(buf));
90.for(i = 0; i < sizeof(buf); i++){
91.if(i2c_read(fd, I2C_ADDR, i, &buf[i])){
92.printf("Unable to get register!\n");
93.}
94.}
95.
96.for(i=0; i< 4;i++)
97.printf("buf[%d]=%d\n",i, buf[i]);
98.
99.}
Linux下I2C驱动介绍
1、I2C概述 I2C是philips公司提供的外设总线，I2C有两条数据线，一条是串行数据线SDA、一条是时钟线SCL，使用SDA和SCL实现了数据的交换，便于布线。I2C总线方便用在EEPROM、实时钟、小型LCD等与CPU外部的接口上。 2、Linux下的驱动思路 Linux系统下编写I2c驱动主要有两种方法：一种是把I2C当做普通字符设备来使用；另一种利用Linux下驱动的体系结构来实现。 第一种方法： 优点：思路比较直接，不用花费大量时间去了解Linux系统下I2C体系结构 缺点：不仅对I2C设备操作要了解，还有了解I2C的适配器操作 不仅对I2C设备器和设备操作需要了解，编写的驱动移植性差，内核 提供的I2C设备器都没有用上。 第二种方法： 第一种的优点就是第二种的缺点，第一种的缺点就是第二种的优点。 3、I2C框架概述 Linux的I2C体系结构分为3部分： 1）I2C核心I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册和注销的方法，I2C 通信方法（algorithm）上层，与具体适配器无关的代码，检测设备上层的代 码等。 2）I2C总线驱动I2C总线驱动是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现，适配器可以直接受CPU来控制。 3）I2C设备驱动I2C设备驱动是对I2C硬件体系结构中设备端的实现，设备端挂在受CPU控制的适配器上，通过I2C适配器与CPU交换数据。 Linux下的I2C体系结构： 1）Linux下的I2C体系结构 4、I2C设备驱动编写方法 首先让我们明白适配器驱动的作用是让我们能够通过它发出标准的I2C时序，在linux
内核源代码中driver/I2C/buss包含一些适配器的驱动，例如s3c2410的驱动I2C-s3c2410.c,适配器被加载到内核中，接下的任务就是实现设备驱动的编写。编写设备驱动的方法主要分为两种方法： 第一种：利用设备提供的I2C-dev.c来实现I2C适配器设备文件，然后通过上层应用程序来操作I2C设备器来控制I2C设备。 第二种：为I2C设备独立编写一个设备驱动 注意：第二种方法不能用设备提供的I2C-dev.c 5、I2C系统下的文件架构 在linux下driver下面有个I2C目录，在I2C目录下包含以下文件和文件夹 1)I2C-core.c 这个文件实现I2C核心功能以及/proc/bus/I2C*接口 2)I2C-dev.c 实现I2C适配器设备文件的功能，每个I2C适配器被分配一个设备，通过 适配器访问设备的时候，主设备号是89，此设备号是0-255. I2C-dev.c并没有针对特定设备而设计，只提供了read() write()和ioctl()等接口，应用层可以通过这些接口访问挂在适配器上的I2C设备存储空间和寄存器，并控制I2C设备的工作方式。 3)Chips 这个文件下面包含特定的I2C设备驱动。 4)Busses 这个文件包含一些I2C总线驱动。 5)Algos文件夹下实现了I2C总线适配器的algorithm 6、重要结构体 1）在内核中的I2C.h这个头文件中对I2C_driver；I2C_client；I2C_adapter和I2C_algorithm 这个四个结构体进行了定义。理解这4个结构体的作用十分关键。 i2c_adapter结构体 struct i2c_adapter { struct module *owner; //所属模块 unsigned int id; //algorithm的类型，定义于i2c-id.h, unsigned int class; const struct i2c_algorithm *algo; //总线通信方法结构体指针 void *algo_data;//algorithm数据 struct rt_mutex bus_lock; //控制并发访问的自旋锁 int timeout; int retries; //重试次数 struct device dev; //适配器设备 int nr; char name[48]; //适配器名称 struct completion dev_released; //用于同步 struct list_head userspace_clients; //client链表头
Linux下I2C驱动架构全面分析概要
Linux下I2C驱动架构全面分析 I2C概述 I2C是philips提岀的外设总线. I2C只有两条线，一条串行数据线：SDA, —条是时钟线SCL，使用SCL , SDA这两根信号线就实现了设备之间的数据交互，它方便了工程师的布线。 因此，I2C总线被非常广泛地应用在EEPROM，实时钟，小型LCD等设备与CPU的接口中。 linux下的驱动思路 在linux系统下编写I2C驱动，目前主要有两种方法，一种是把I2C设备当作一个普通的字符设备来处理，另一种是利用linux下I2C驱动体系结构来完成。下面比较下这两种方法： 第一种方法： 优点：思路比较直接，不需要花很多时间去了解linux中复杂的I2C子系统的操作方法。 缺点： 要求工程师不仅要对I2C设备的操作熟悉，而且要熟悉I2C的适配器（I2C控制器）操作。要求工程师对I2C的设备器及I2C的设备操作方法都比较熟悉，最重要的是写岀的程序可以移植性差。 对内核的资源无法直接使用，因为内核提供的所有I2C设备器以及设备驱动都是基于I2C 子系统的格式。 第一种方法的优点就是第二种方法的缺点， 第一种方法的缺点就是第二种方法的优点。 I2C架构概述 Linux的I2C体系结构分为3个组成部分： I2C核心：I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册，注销方法，I2C通信方法 （” algorithm 上层的，与具体适配器无关的代码以及探测设备，检测设备地址的上层代码等。 I2C总线驱动：I2C总线驱动是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现，适配器可由CPU控制，甚至可以直接集成在CPU内部。 I2C设备驱动：I2C设备驱动（也称为客户驱动）是对I2C硬件体系结构中设备端的实现，设备一般挂接在受CPU控制的I2C适配器上，通过I2C适配器与CPU交换数据。
Linux驱动之i2c用户态调用
一、概述 I2C只有两条线，一条串行数据线：SDA,一条是时钟线SCL.正因为这样，它方便了工程人员的布线. 二、用户态实现设备驱动 在Linux内核代码文件i2c-dev.c中实现了I2C适配器设备文件的功能，针对每个适配器生成一个主设备号为89的设备节点（次设备号为0-255），I2c-dev.c并没有针对特定的设备而设计，只是提供了通用的read(),write(),和ioctl()等文件操作接口，在用户空间的应用层就可以借用这些接口访问挂接在适配器上的I2C设备的存储空间或寄存器，并控制I2C设备的工作方式。 i2c适配器的设备节点是/dev/i2c-x，其中x是数字。由于适配器编号是动态分配的（和注册次序有关），所以想了解哪一个适配器对应什么编号，可以查看/sys/class/i2c-dev/目录下的文件内容。 三、用户态调用 3.1、i2c-dev 用户空间操作i2c,需要包含以下头文件。 打开适配器对应的设备节点
i2c-dev为打开的线程建立一个i2c_client，但是这个i2c_client并不加到i2c_adapter的client链表当中。他是一个虚拟的临时client,当用户打开设备节点时，它自动产生，当用户关闭设备节点时，它自动被释放。 3.2、ioctl() 查看include/linux/i2c-dev.h文件，可以看到i2c支持的IOCTL命令1.#define I2C_RETRIES0x0701 /*设置收不到ACK时的重试次数*/ 2.#define I2C_TIMEOUT0x0702/*设置超 时时限的jiffies*/ 3.#define I2C_SLAVE0x0703/ *设置从机地址*/ 4.#define I2C_SLAVE_FORCE0x0706/*强制设置从机地 址*/ 5.#define I2C_TENBIT0x0704/* 选择地址位长:=0for7bit,!=0for10bit*/ 6.#define I2C_FUNCS0x0705/* 获取适配器支持的功能*/ 7.#define I2C_RDWR0x0707 /*Combin ed R/W transfer(one STOP only)*/ 8.#define I2C_PEC0 x0708/* !=0to use PEC with SMBus*/ 9.#define I2C_SMBUS0x0720 /*SMBus transfer*/
linux下iic(i2c)读写AT24C02
https://www.wendangku.net/doc/631249902.html,/jammy_lee/ https://www.wendangku.net/doc/631249902.html, linux下iic（i2c）读写AT24C02 linux驱动2010-02-09 16:02:03 阅读955 评论3 字号：大中小订阅 linux内核上已有iic的驱动，因此只需要对该iic设备文件进行读写则能够控制外围的iic器件。这里以AT24C02为对象，编写一个简单的读写应用程序。iic设备文件在我的开发板上/dev/i2c/0 ，打开文件为可读写。AT24C02的器件地址为0x50 ，既是iic总线上从器件的地址，每次只读写一字节数据。 /************************************************************/ //文件名：app_at24c02.c //功能:测试linux下iic读写at24c02程序 //使用说明: (1) // (2) // (3) // (4) //作者:jammy-lee //日期:2010-02-08 /************************************************************/ //包含头文件 #include
#include
I2C接口的输入与输出驱动的
I2C接口的输入与输出驱动的PCF8574- pcf8574采用I2C接口，有8个准双向口，可以和外部电路连接，来实现输入输出功能，可以用来对口线进行扩展 有几点需要注意 1.某位作为输入的时候，必须首先置为高电平 2.地址是0100 A2 A1 A0 R/W 3.最多可以扩展8片 4.低电流损耗，静态电流10uA,驱动电流比较大，而且有索存功能，能够驱动LED 发光管 5.带有外部中断输出，低电平有效 我作了一个电路，其中P7-P4作为输入检测开关状态，P3-P0作为输出来驱动LED 灯 程序如下 #include "reg51.h" #define SETBIT(VAR,Place) (VAR|=(1< unsigned char IC_Re_Time; unsigned char IC_Err_Flag; void Timer0_Init(void) { TMOD=0x00;//timer0工作定时器方式0，13位技术 TH0=0x1e;//5ms TL0=0x0c;//5ms TR0=1;//启动时钟0 ET0=1;//允许时钟0进行中断 EA=1;//开放所有中断 } void Delay(void) { unsigned char i; for(i=0;i<=10;i++) { ; } } unsigned char VALBIT(unsigned int Val,unsigned char Bit) { unsigned int Buf; Buf=0x0001; if(Bit) Buf<<=Bit; 实例解析linux内核I2C体系结构（2） 华清远见刘洪涛四、在内核里写i2c设备驱动的两种方式 前文介绍了利用/dev/i2c-0在应用层完成对i2c设备的操作，但很多时候我们还是习惯为i2c设备在内核层编写驱动程序。目前内核支持两种编写i2c驱动程序的方式。下面分别介绍这两种方式的实现。这里分别称这两种方式为“Adapter方式（LEGACY）”和“Probe方式（new style）”。 （1）Adapter方式（LEGACY） （下面的实例代码是在2.6.27内核的pca953x.c基础上修改的，原始代码采用的是本文将要讨论的第2种方式，即Probe方式） ●构建i2c_driver static struct i2c_driver pca953x_driver = { .driver = { .name= "pca953x", //名称 }, .id= ID_PCA9555,//id号 .attach_adapter= pca953x_attach_adapter, //调用适配器连接设备 .detach_client= pca953x_detach_client,//让设备脱离适配器 }; ●注册i2c_driver static int __init pca953x_init(void) { return i2c_add_driver(&pca953x_driver); } module_init(pca953x_init); ●attach_adapter动作 执行i2c_add_driver(&pca953x_driver)后会，如果内核中已经注册了i2c适配器，则顺序调用这些适配器来连接我们的i2c设备。此过程是通过调用i2c_driver中的attach_adapter方法完成的。具体实现形式如下： static int pca953x_attach_adapter(struct i2c_adapter *adapter) { return i2c_probe(adapter, &addr_data, pca953x_detect); /* adapter:适配器 addr_data:地址信息 pca953x_detect：探测到设备后调用的函数 */ } 地址信息addr_data是由下面代码指定的。 /* Addresses to scan */ static unsigned short normal_i2c[] = {0x20,0x21,0x22,0x23,0x24,0x25,0x26,0x27,I2C_CLIENT_END}; I2C_CLIENT_INSMOD; TI-I2C驱动 一、与I2C驱动相关的文件分成两部分： 1）应用层接口部分： 程序在svn中的路径如下： 在https://dareglob-971006/svn/eocOS/branches/eocOS_v4/branches/bsp/user/i2c目录下，i2ctest.c文件，提供了lm75a_temp_read()方法，用来读取LM75A设备温度寄存器中的温度信息的功能。 2）内核驱动部分： 内核位于svn中的路径如下： https://dareglob-971006/svn/eocOS/branches/eocOS_v4/branches/bsp/kernel （1）总线驱动： i2c-davinci.c：在内核目录中driver/i2c/busses目录下，适用于TI的I2C总线驱动程序。I2C总线驱动是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现。 （2）I2C驱动代码核心： i2c-core.c：在内核目录中driver/i2c/目录下，是I2C代码的核心，用于沟通虚拟文件系统与底层实现。该文件提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等。 （3）I2C设备驱动： lm75.c：在内核目录中driver/hwmon目录下，是针对LM75A以及其他能兼容的温度传感器的设备驱动。I2C设备驱动是对I2C硬件体系结构中设备端的实现，设备一般挂接在受CPU控制的I2C适配器上，通过I2C适配器与CPU交换数据。二、I2C简要工作流程 1）在总线驱动初始化时候，当通过Linux内核源代码/driver/base/platform.c文件中定义platform_driver_register()函数注册platform_driver结构体时，其中probe指针指向的davinci_i2c_probe()函数将被调用，以初始化适配器硬件。 2）而davinci_i2c_remove()函数则完成与davinci_i2c_probe()相反的功能。用于内存和中断等系统资源的释放和注销。 3）总线驱动i2c-davinci.c中，定义了i2c_davinci_xfer函数。该函数是I2C总线通信传输函数。并且I2C适配器对应的i2c_algorithm结构体实例为i2c_davinci_algo，其中的master_xfer函数指针指向i2c_davinci_xfer函数。 4）当设备被打开，并且用户开始读操作时，会调用设备驱动lm75.c中show_temp()函数，该函数会调用i2c-core.c中的i2c_smbus_xfer()函数，i2c_smbus_xfer()函数会检查适配器对应的i2c_algorithm结构体中是否注册了smbus_xfer函数（目前i2c_davinci_algo中未注册smbus_xfer函数），程序会调用i2c_smbus_xfer_emulated()函数，最终，还是会调用标准的I2C总线通信函数master_xfer()，由于master_xfer 已经指向i2c_davinci_xfer函数，所以会调用总线驱动i2c-davinci.c中的i2c_davinci_xfer函数来读取信息。 三、接口函数 1）应用层接口： Int lm75a_temp_read(float *temp) 读取lm75a 温度 2）内核中：lm75.c文件 static ssize_t show_temp(struct device *dev, struct device_attribute *da,char *buf) I2C总线原理 ?什么是I2C总线？ I2C即Inter IC，由Philips公司开发，是当今电子设计中应用非常广泛的串行总线之一，主要用于电压、温度监控，EEPROM数据的读写，光模块的管理等。 I2C总线只有两根线，SCL和SDA，SCL即Serial Clock，串行参考时钟，SDA即Serial Data，串行数据。 ?I2C总线的速率能达到多少？ 标准模式下：100Kbps 快速模式下：400Kbps 高速模式下：3.4Mbps I2C总线结构如下图所示： 如上图所示，I2C是OC或OD输出结构，使用时必须在芯片外部进行上拉，上拉电阻R的取值根据I2C总线上所挂器件数量及I2C总线的速率有关，一般是标准模式下R选择10kohm，快速模式下R选取1kohm，I2C总线上挂的I2C器件越多，就要求I2C的驱动能力越强，R的取值就要越小，实际设计中，一般是先选取4.7kohm上拉 电阻，然后在调试的时候根据实测的I2C波形再调整R的值。 ?I2C总线上最多能挂多少个I2C器件？ I2C总线上允许挂接I2C器件的数量由两个条件决定： 1).I2C从设备的地址位数。I2C标准中有7位地址和10位地址两种。如果是7位地址，允许挂接的I2C器件数量为：27＝128，如果是10位地址，允许挂接的I2C 器件数量为：210＝1024，一般I2C总线上挂接的I2C器件不会太多，所以现在几乎所有的I2C器件都使用7位地址。 2).挂在I2C总线上所有I2C器件的管脚寄生电容之和。I2C总线规范要求，I2C 总线容性负载最大不能超过470pF。 ?I2C总线是如何工作的？ 1).I2C总线传输的特点。 I2C总线按字节传输，即每次传输8bits二进制数据，传输完毕后等待接收端的应答信号ACK，收到应答信号后再传输下一字节。等不到ACK信号后，传输终止。空闲情况下，SCL和SDA都处于高电平状态。 2).如何判断一次传输的开始？ 如上图所示，I2C总线传输开始的标志是：SCL信号处于高电平期间，SDA信号出现一个由高电平向低电平的跳变。 3).如何判断一次传输的结束？ 如上图所示，I2C总线传输结束的标志是：SCL信号处于高电平期间，SDA信号出现一个由低电平向高电平的跳变。跟开始标识正好相反。 4).什么样的I2C数据才是有效的。 #define _24cXX_H /* Includes ----------------------------------------------------------------*/ #include "stm32f10x.h" #include "value.h" //#include "stdbool.h" /* Define ------------------------------------------------------------------*/ /* EEPROM Addresses defines */ //注:32 64 的字地址是16位2个字节如果使用32或64请简单修改驱动即可 #define WC24cXX 0x00 // 器件地址写#define RC24cXX 0x01 // 器件地址读 #define USE_24C08 //使用24C08 #ifdef USE_24C02 #define MAXSIZE24cXX 256 // 总容量Bytes //级联时请修改本参数和硬件驱动 #define BLOCK_SIZE 256 // 块容量Bytes #define I2C_PAGESIZE 8 // 8个字节每页 #endif #ifdef USE_24C04 #define MAXSIZE24cXX 512 // 总容量Bytes //级联时请修改本参数和硬件驱动 #define BLOCK_SIZE 256 // 块容量Bytes #define I2C_PAGESIZE 16 // 16个字节每页 #endif #ifdef USE_24C08 #define MAXSIZE24cXX 1024 // 总容量Bytes //级联时请修改本参数和硬件驱动 #define BLOCK_SIZE 256 // 块容量Bytes #define I2C_PAGESIZE 16 // 16个字节每页 /* user define */ #define YBCV_ADDR_0 0x0000 //定义仪表控制数据结构体的EEPROM存储地址0 #define YBCV_ADDR_1 0x0200 //定义仪表控制数据结构体的EEPROM存储地址1 #define EEPROM_VERIFY YB_CTRL_V ALE_SIZE //EEPROM仪表通道修正参数存储地址 #endif #ifdef USE_24C16 #define MAXSIZE24cXX 2048 // 总容量Bytes #define I2C_PAGESIZE 16 // 16个字节每页 #endif Linux I2C 总线浅析 ㈠ Overview 内核空间层次！ i2c adapter 是一个struct, 用来抽象一个物理i2c bus ,而且还和linux 设备驱动架构柔和在一起.. 如果只说硬件的话，就是在CPU内部集成的一个I2C控制器(提供给用户的就是那几个register)，硬件上并没的所谓的adapter，client这些东东，，adapter和client都是linux 驱动软件抽象出来的东西 资料帖子： i2c_algorithm { /* If an adapter algorithm can't do I2C-level access, set master_xfer to NULL. If an adapter algorithm can do SMBus access, set smbus_xfer. If set to NULL, the SMBus protocol is simulated using common I2C messages */ /* master_xfer should return the number of messages successfully processed, or a negative value on error */ i nt (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num); i nt (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr, unsigned short flags, char read_write, u8 command, int size, union i2c_smbus_data *data); /* To determine what the adapter supports */ u32 (*functionality) (struct i2c_adapter *); }; /* * i2c_adapter is the structure used to identify a physical i2c bus along * with the access algorithms necessary to access it. */ struct i2c_adapter { s truct module *owner; u nsigned int id; u nsigned int class; /* classes to allow probing for */ c onst struct i2c_algorithm *algo; /* the algorithm to access the bus */ v oid *algo_data; /* data fields that are valid for all devices */ u8 level; /* nesting level for lockdep */ s truct mutex bus_lock; i nt timeout; /* in jiffies */ i nt retries; s truct device dev; /* the adapter device */ i nt nr; c har name[48]; s truct completion dev_released; }; Linux的I2C体系结构分为3个组成部分： 1·I2C核心： I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法(即“algorithm”)上层的、与具体适配器无关的代码以及探测设备、检测设备地址的上层代码等。这部分是与平台无关的。 2·I2C总线驱动: I2C总线驱动是对I2C硬件体系结构中适配器端的实现。I2C总线驱动主要包含了I2C适配 51单片机I2C总线驱动程序 SI2I2C 总线是PHLIPS 公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需 的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。I2C 总线只有两根 双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。 一.I2C 系统结构每个接到I2C 总线上的器件都有唯一的地址。主机与其它器 件间的数据传送可以是由主机发送数据到其它器件，这时主机即为发送器。由 总线上接收数据的器件则为接收器。 二.数据位的有效性规定I2C 总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间， 数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线 上的高电平或低电平状态才允许变化。 三.字节传送与应答每一个字节必须保证是8 位长度。数据传送时，先传送最 高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有 9 位）。 四.驱动程序#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define somenop() _nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_()sbit SCL=P2;sb it SDA=P2;123451.起始信号和终止信号 SCL 线为高电平期间，SDA 线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL 线为高电平期间，SDA 线由低电平向高电平的变化表示终止信号。 起始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后，总线就处于被占用 的状态；在终止信号产生后，总线就处于空闲状态 void I2C_Start() //起始{SCL=1;somenop();SDA=1;somenop(); SDA=0;somenop();SCL=0;somenop();}void I2C_Stop() //终止{ SDA=0;somenop();SCL=1;somenop();SDA=1;somenop();}12345678910111213141 实例解析linux内核I2C体系结构 作者：刘洪涛,华清远见嵌入式学院讲师。 一、概述 谈到在linux系统下编写I2C驱动，目前主要有两种方式，一种是把I2C 设备当作一个普通的字符设备来处理，另一种是利用linux I2C驱动体系结构来完成。下面比较下这两种驱动。 第一种方法的好处（对应第二种方法的劣势）有： ●思路比较直接，不需要花时间去了解linux内核中复杂的I2C子系统的操作方法。 第一种方法问题（对应第二种方法的好处）有： ●要求工程师不仅要对I2C设备的操作熟悉，而且要熟悉I2C的适配器操作； ●要求工程师对I2C的设备器及I2C的设备操作方法都比较熟悉，最重要的是写出的程序可移植性差； ●对内核的资源无法直接使用。因为内核提供的所有I2C设备器及设备驱动都是基于I2C子系统的格式。I2C适配器的操作简单还好，如果遇到复杂的I2C适配器（如：基于PCI的I2C适配器），工作量就会大很多。 本文针对的对象是熟悉I2C协议，并且想使用linux内核子系统的开发人员。 网络和一些书籍上有介绍I2C子系统的源码结构。但发现很多开发人员看了这些文章后，还是不清楚自己究竟该做些什么。究其原因还是没弄清楚I2C子系统为我们做了些什么，以及我们怎样利用I2C子系统。本文首先要解决是如何利用现有内核支持的I2C适配器，完成对I2C设备的操作，然后再过度到适配器代码的编写。本文主要从解决问题的角度去写，不会涉及特别详细的代码跟踪。 二、I2C设备驱动程序编写 首先要明确适配器驱动的作用是让我们能够通过它发出符合I2C标准协议的时序。 在Linux内核源代码中的drivers/i2c/busses目录下包含着一些适配器的驱动。如S3C2410的驱动i2c-s3c2410.c。当适配器加载到内核后，接下来的工作就要针对具体的设备编写设备驱动了。 linux i2c驱动 1. i2c-dev interface I2C dev-interface 通常，i2c设备由某个内核驱动控制。但是在用户空间,也可以访问某个I2C设备：你需要 加载i2c-dev模块。 每个被注册的i2c适配器（控制器）会获得一个数字号，从0开始。你可以检查/sys/class/i2c-dev，来查看适配器对应哪个数字号。你也可以通过命令 "i2cdetect -l"获 取你的当前系统的所有I2c适配器的列表。i2cdetct是i2c-tool包中的一个工具。 i2c设备文件是字符设备，主设备号是89，次设备号的分配如上所述。设备文件名通常被 规定为"i2c-%d"(i2c-0, i2c-1, ...,i2c-10, ...)i2c设备文件是字符设备， 主设备号是 89，次设备号的分配如上所述。设备文件名通常被规定为"i2c-%d"(i2c-0, i2c-1, ...,i2c-10, ...).所有256个次设备号都保留给i2c使用。 C example ========= 假定你要在你的C应用程序中访问i2c适配器。第一件事情就是包含头文件 "#include 学习笔记1: Linux设备驱动程序之I2C 基础架构篇 I2C (Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C 总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C 总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。 I2C 总线概述 I2C 总线是由数据线SDA 和时钟SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据，每个器件都有一个惟一的地址识别。I2C 规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL）控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL 为低电平的期间才能改变，SCL 为高电平的期间，SDA状态的改变被用来表示起始和停止条件。 另外,I2C是一种多主机控制总线.它和USB总线不同,USB是基于master-slave机制,任何设备的通信必须由主机发起才可以.而 I2C 是基于multi master机制.一同总线上可允许多个master. I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。 开始信号：SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 结束信号：SCL 为低电平时，SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 应答信号：接收数据的IC 在接收到8bit 数据后，向发送数据的IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。 Linux 的I2C 驱动架构 Linux 中I2C 总线的驱动分为两个部分，总线驱动（BUS）和设备驱动（DEVICE）。其中总线驱动的职责，是为系统中每个I2C 总线增加相应的读写方法。但是总线驱动本身并不会进行任何的通讯，它只是存在那里，等待设备驱动调用其函数，参见图1。 设备驱动则是与挂在I2C 总线上的具体的设备通讯的驱动。通过I2C 总线驱动提供的函数，设备驱动可以忽略不同总线控制器的差异，不考虑其实现细节地与硬件设备通讯。 在我们的Linux 驱动的i2c 文件夹下有algos，busses，chips 三个文件夹，另外还有i2c-core.c 和i2c- dev.c 两个文件。其中i2c-core.c 文件实现了I2C core 框架，是Linux 内核用来维护和管理的I2C 的核心部分，其中维护了两个静态的List，分别记录系统中的I2C driver 结构和I2C adapter 结构。I2C core 提供接口函数，允许一个I2C adatper，I2C driver 和I2C client 初始化时在I2C core 中进行注册，以及退出时进行注销。同时还提供了I2C 总线读写访问的一般接口，主要应用在I2C 设备驱动中。Busses 文件夹下的i2c-mpc.c 文件实现了PowerPC 下I2C 总线适配器驱动，定义描述了具体的I2C 总线适配器的i2c_adapter 数据结构，实现比较底层的对I2C 总线访问的具体方法。I2C adapter 构造一个对I2C core 层接口的数据结构，并通过接口函数向I2C core 注册一个控制器。I2C adapter 主要实现对I2C 总线访问的算法，iic_xfer() 函数就是I2C adapter 底层对I2C 总线读写方法的实现。同时I2C adpter 中还实现了对I2C 控制器中断的处理函数。 i2c-dev.c 文件中实现了I2C driver，提供了一个通用的I2C 设备的驱动程序，实现了字符类型设备的访问接口，实现了对用户应用层的接口，提供用户程序访问I2C 设备，包括实现open，release，read，write 以及最重要的ioctl 等标准文件操作的接口函数。我们可以通过open 函数打开I2C 的设备文件，通过ioctl 函数设定要访问从设备的地址，然后就可以通过read 和write 函数完成对I2C 设备的读写操作。为了更方便和有效地使用I2C 设备，我们可以为一个具体的I2C 设备开发特定的I2C 设备驱动程序，在驱动中完成对特定的数据格式的解释以及实现一些专用的功能。 Android I2C精析 基于linux内核开发的arm系统，会用到很多components。要让这些components正常的工作，我们必须了解它们的接口，懂得如何去注册总线，初始化芯片，进而让芯片正常的工作。下面我会介绍在arm开发过程中使用最频繁的一些接口和总线的原理，以及如何在开发的过程中去使用它们。 1 I2C总线与接口 I2C总线具有结构简单，使用方便的特点。下面我会描述linux下I2C驱动的结构，幷给出I2C设备驱动和应用的实现。 1.1 I2C总线概述 I2C(Inter-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及外围设备。是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。 I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据，每个器件都有一个惟一的地址识别。I2C 规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL）控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。SDA 线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变，SCL为高电平的期间，SDA 状态的改变被用来表示起始和停止条件。 从理论上说一根I2C总线上可以挂载128个I2C设备，但是通常情况下，由于有些设备在传输数据时占用的I2C总线带宽频繁，所以我们在一根I2C总线上挂载的设备是越少越好。下面给出I2C总线的连线图： Linux I2C设备驱动编写（一） 在Linux驱动中I2C系统中主要包含以下几个成员： 如果一个I2C适配器不支持I2C通道，那么就将master_xfer成员设为NULL。如果适配器支持SMBUS 协议，那么需要去实现smbus_xfer，如果smbus_xfer指针被设为NULL，那么当使用SMBUS协议的时候将会通过I2C通道进行仿真。master_xfer指向的函数的返回值应该是已经成功处理的消息数，或者返回负数表示出错了。functionality指针很简单，告诉询问着这个I2C主控器都支持什么功能。 在内核的drivers/i2c/i2c-stub.c中实现了一个i2c adapter的例子，其中实现的是更为复杂的SMBUS。 SMBus 与I2C的区别 通常情况下，I2C和SMBus是兼容的，但是还是有些微妙的区别的。 时钟速度对比： 在电气特性上他们也有所不同，SMBus要求的电压范围更低。 I2C driver 具体的I2C设备驱动，如相机、传感器、触摸屏、背光控制器常见硬件设备大多都有或都是通过I2C 协议与主机进行数据传输、控制。结构体如下： 如同普通设备的驱动能够驱动多个设备一样，一个I2C driver也可以对应多个I2C client。以重力传感器AXLL34X为例，其实现的I2C驱动为： 这里要说明一下module_i2c_driver宏定义(i2c.h)： module_driver(): 理解上述宏定义后，将module_i2c_driver(adxl34x_driver)展开就可以得到： 这一句宏就解决了模块module安装卸载的复杂代码。这样驱动开发者在实现I2C驱动时只要将i2c_driver结构体填充进来就可以了，无需关心设备的注册与反注册过程。 I2C client 即I2C设备。I2C设备的注册一般在板级代码中，在解析实例前还是先熟悉几个定义： 下面还是以adxl34x为例：实例解析linux内核I2C体系结构(2)
TI-I2C驱动
i2c总线原理
I2C 24CXX驱动程序(真正实用 全)
Linux_I2C总线分析(主要是probe的方式)1
51单片机I2C总线驱动程序
实例解析linux内核I2C体系结构
linux i2c驱动
学习笔记1-I2C架构篇
Android I2C精析
Linux I2C设备驱动编写
- I2C总线及其驱动程序
- 24C02 I2C 驱动程序(详细 全)
- Linux驱动之i2c用户态调用
- 学习笔记1-I2C架构篇
- Linux I2C设备驱动编写
- Android平台Camera及I2C总线驱动学习小结
- linux内核i2c驱动框图
- I2C接口的输入与输出驱动的
- I2C总线驱动在嵌入式系统中的两种实现,I2C,嵌入式,AR.
- 基于I2C总线的键盘驱动的设计与实现
- 基于Linux的I2C驱动组成结构
- Linux下I2C驱动介绍
- I2C单片机驱动程序
- I2C驱动架构
- tq2440-i2c驱动(at24c02)详解
- Linux I2C驱动分析
- i2c总线原理
- Linux2.6内核i2c驱动架构
- A33_IIC驱动开发说明书
- 03_Camera驱动详细分析--1Linux 设备模型介绍