linux下IO口模擬I2C的一些總結

之前一直在用I2C接口，由於老是有線程的例子就一直沒有去深刻的瞭解，今天分析了一下在linux下通用GPIO模擬I2C的程序。

I2C的驅動是用雜項設備實現的，這也是一種比較簡單的實現方式。經過 misc_register(&mygpioi2c_dev);來註冊本身的雜項設備，此函數中會自動建立設備節點，即設備文件。無需mknod指令建立設備文件。由於misc_register()會調用class_device_creat或者device_creat。主設備號也不用管，是最簡單的一種驅動了。註冊後經過miscdevice結構體關聯的file_operations的操做來實現驅動程序的open，read，write接口。

[cpp]  view plain copy

1. static struct file_operations gpioi2c_fops = {  
2.     .owner      = THIS_MODULE,  
3.     .ioctl      = gpioi2c_ioctl,  
4.     .open       = gpioi2c_open,  
5.     .release    = gpioi2c_close  
6. };  

具體的操做在IOCTL中實現

[cpp]  view plain copy

1. int gpioi2c_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)  
2. {  
3.     unsigned int val;  
4.       
5.     char device_addr, reg_addr;  
6.     short reg_val;  
7.       
8.       
9.     switch(cmd)  
10.     {  
11.         case GPIO_I2C_READ:  
12.             val = *(unsigned int *)arg;  
13.             device_addr = (val&0xff000000)>>24;//設備地址  
14.             reg_addr = (val&0xff0000)>>16;//設備中讀寫寄存器地址。對於兩字節的地址須要本身去定義數據傳送的方法。  
15.               
16.             reg_val = gpio_i2c_read(device_addr, reg_addr);  
17.             *(unsigned int *)arg = (val&0xffff0000)|reg_val;              
18.             break;  
19.           
20.         case GPIO_I2C_WRITE:  
21.             val = *(unsigned int *)arg;  
22.             device_addr = (val&0xff000000)>>24;  
23.             reg_addr = (val&0xff0000)>>16;  
24.               
25.             reg_val = val&0xffff;  
26.             gpio_i2c_write(device_addr, reg_addr, reg_val);  
27.             break;        
28.       
29.         default:  
30.             return -1;  
31.     }  
32.     return 0;  
33. }  

[cpp]  view plain copy

1. 下面拿隨即讀取數據來舉例。  

[cpp]  view plain copy

1. <pre name="code" class="cpp" style="font-family: 宋體, Arial; line-height: 1.5; ">unsigned char gpio_i2c_read(unsigned char devaddress, unsigned char address)  
2. {  
3.     int mydata;  
4.     i2c_start_bit();  
5.     i2c_send_byte((unsigned char)(devaddress));  
6.     i2c_receive_ack();  
7.     i2c_send_byte(address);  
8.     i2c_receive_ack();    
9.     i2c_start_bit();  
10.     i2c_send_byte((unsigned char)(devaddress) | 1);  
11.     i2c_receive_ack();  
12.     mydata = i2c_receive_byte();  
13.     i2c_stop_bit();  
14. </pre><span style="font-family:宋體,Arial"><span style="line-height:1.5">}<br>  
15. 其中的規則就是I2C協議的規定.下面是開始信號的模擬</span></span>  
16. <pre style="font-family:宋體,Arial; line-height:1.5"></pre>  
17. <pre name="code" class="cpp" style="font-family: 宋體, Arial; line-height: 1.5; ">static void i2c_start_bit(void)  
18. {  
19.         DELAY(1);//這裏的時序須要本身模擬。用一個for循環就能夠  
20.         i2c_set(SDA | SCL);//sda.scl設爲1  
21.         DELAY(1);  
22.         i2c_clr(SDA);//在SCL爲1時拉低SDA，表示發送開始信號  
23.         DELAY(2);  
24. }</pre>  
25. <pre></pre>  

delay具體多久須要計算，感受能夠用定時器實現，以前就寫過一個定時1ms的驅動，由於經過linux應用層單步操做時間間隔最好也是10ms，當時寫過selest和一些別的方式作過測試，過幾天把這部分整理出來。。回到這個驅動上來。。。。
在作模擬時，總結出了一些要點：
1.本身模擬時序時I2C的佔空比並非必定的，只要符合其數據在上升沿讀取這一規律以及高電平不變數據就行

2.釋放SDA就是把SDA拉高

3.應答位誰接受誰產生

4.數據是在上升沿鎖存，因此在須要讀數據前最好把模擬成CL的GPIO作一下拉低再拉高處理，不要直接拉高。

爲何隨機讀要產生兩個開始信號呢，由於隨機讀須要CPU發送deviceaddress和regaddress，數據流向是cpu->e2prom 而肯定了地址後須要改變數據流向。所以須要重新發送開始信號，爲何呢，由於I2C裏面的deviceaddress裏面包含有讀寫信息， 即若是寫地址是deviceaddress， 則讀地址是deviceaddress+1 所以能夠這樣講一個開始信號肯定當前是讀仍是寫，要改變讀寫，對不起，只能從新開始。下面是IO口模擬寫的時序

 

[cpp]  view plain copy

1. void gpio_i2c_write(unsigned char devaddress, unsigned char address, unsigned char data)  
2. {  
3.     i2c_start_bit();  
4.     i2c_send_byte((unsigned char)(devaddress));  
5.     i2c_receive_ack();  
6.     i2c_send_byte(address);  
7.     i2c_receive_ack();  
8.     i2c_send_byte(data);   
9.     i2c_stop_bit();  
10. }  

能夠看到這裏只有一次起始，模擬的時候須要注意。以上就是linux模擬I2C驅動的一點心得。