I2C总线是什么?基于I2C总线的Linux系统有哪些优点?
0 2022-11-29

1 引言

Linux操作系统因具有源代码公开、便于裁减、有广泛的处理器支持等优点,成为当前嵌入式系统的热门选择。基于I2C总线的键盘扩展设备主要用于满足嵌入式设备中对多按键的需求,驱动程序在系统启动时对硬件进行初始化。在系统启动后实现硬件和应用程序之间的数据交互。针对S3C2410微处理器和键盘扫描管理器件,深入讨论如何在嵌入式操作系统ARM Linux中实现ZLG7290的驱动。

2 I2C总线

I2C总线是器件间串行传输总线,以其规范和带I2C接口的外围器件获得广泛应用。S3C2410处理器内置有I2C总线接口。I2C总线是由数据线SDA和SCL构成的串行总线,可发送和接收数据,每个器件都有一个唯一的地址识别。I2C总线在传送数据过程中共有3种信号:(1)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。(2)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。(3)应答信号:接收数据的IC接收到8 bit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,等待受控单元发出应答信号,CPU接收到应答信号后,根据实际情况做出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号,则判断为受控单元出现故障。图1为S3C2410和ZLG7290的连接图。

3 驱动模块的结构

S3C2410A内嵌一个I2C总线控制器。在Linux操作系统中,该控制器的字符型驱动包括4个模块:(1)i2c-dev:源程序为i2c-dev.c,I2C总线字符型驱动,与具体使用的I2C控制器无关。(2)i2c-core:源程序为i2c-core.c,I2C总线操作核心函数,与具体使用的I2C控制器无关。(3)i2c-algo-s3c2410:源程序为i2c-algo-s3c2410.c,I2C总线控制器I2C驱动算法,与具体的控制器相关。(4)i2c-s3c2410:源程序为i2c-s3c2410.c,I2C总线控制器硬件抽象层,与具体的控制器相关。以上4个模块依次是底层与上层的关系,I2C驱动模块的层次结构如图2所示。

4 驱动源文件的编译

驱动源文件包括i2c-algo-s3c2410.c,i2c-dev.c,i2c-core.c,i2c-s3c2410.c4个源文件。将其编译为模块,则产生4个模块文件,编译工作由Makefile文件完成,其文件内容如下:

当需要使用I2C总线控制器驱动模块时,可以使用I2C总线控制器驱动的设备管理文件lo2c。该管理文件运行后,将自动在Linux的/dev/目录下创建设备节点i2c。loadi2c文件内容如下:

由于各模块间有上下层关系,则加载模块顺序应是从上到下,最先加载i2c-core,最后加载i2c-s3c2410。而卸载则顺序相反。加载模块i2c-algo-s3c2410时,必须延时1 s以等待该模块初始化完成,否则无法加载下一个模块i2c-s3c2410。

5 对驱动文件的使用

Linux的/dev/目录下创建设备节点i2c成功后,就可使用提供的一系列函数实现驱动,这些函数包括ioctl(),open(),close(),read()与wri()等。

5.1 ioctl()函数的使用

I2C总线控制器驱动(字符型)提供ioctl()函数用于设定I2C总线控制器的一些参数,该函数常用命令有:

(1)I2C_SLAVE第2参数取值为I2C从机地址,用来设定I2C从机地址;I2C_SLAVE_FORCE:第2参数取值为I2C从机地址,用来修改I2C从机地址;I2C_TENBIT:第2参数取值为0:从机地址为7 bit;第2参数取值为1:从机地址为10bit。用来指定I2C从机地址的位数;I2C_S3C2410_SET_SPEED:第2参数取值为I2C总线控制器分频值。用来设置I2C总线控制器时钟频率;

(2)常用设置设置I2c从机地址为0xA0,由于是7 bit地址,所以要右移1位:ret=ioctl(fd,I2C_SLAVE,0xA0》》1);指定从机地址为7 bit,ret=ioctl(fd,I2C_TENBIT,0)。

5.2 open(),close()的使用

应用程序要使用本驱动来访问外部I2C器件,首先要通过open()来打开其驱动,使用完毕后使用close()将其关闭。打开与关闭I2C总线控制器驱动:

5.3 read()与write()函数的使用

用read()与write()函数读/写I2C总线,常用设置如下:

write(fd,&data,1);向I2C总线发送1字节数据data;

假设子地址为0,向有子地址的FC器件写入8个字节:unsigned char sendbuf[9]={0,1,2,3,4,5,6,7,8);/*第1个字节0为子地址*/write(fd,sendbuf,9);/*写入8个字节,第1个字节为子地址*/从有子地址的I2C器件读取8个字节,假设子地址为0:

unsigned char suba=0;recbuf[8];

write(fd,&suba,1);/*发送子地址0*/

read(fd,recbuf,8);/*从子地址0开始读取8个字节*/

6 结束语

设备驱动程序是操作系统内核和机器硬件之间的接口,通过它可使设备文件化。本文首先介绍I2C总线接口的工作模式和特点,简要介绍I2C字符型驱动模块的特点,研究ARM Linux下的键盘扩展器件ZLG7290驱动程序,详细描述了基于I2C总线通信的键值读取过程,具有广泛的应用价值。

声明: 本文转载自其它媒体或授权刊载,目的在于信息传递,并不代表本站赞同其观点和对其真实性负责,如有新闻稿件和图片作品的内容、版权以及其它问题的,请联系我们及时删除。(联系我们,邮箱:evan.li@aspencore.com )
0
评论
  • 相关技术文库
  • 工业
  • 安防
  • 航空
  • CAN
  • 地址总线数据总线及控制总线的定义

    总线:指能为多个部件服务的信息传送线,在微机系统中各个部件通过总线相互通信。地址总线(AB):地址总线是单向的,用于传送地址信息。地址总线的宽度为16位,因此基

    3小时前
  • 如何提高RS485接口芯片的通信质量

    RS-485接口芯片能担当起一种电平转化的角色,把TTL信号、COMS信号等转化为能在485总线上传输的差分信号,把接收到的485差分信号转化为MCU能够识别的

    3小时前
  • 模拟SPI接口I/O的定义及通信设计

    1.端口:P0.4,P0.5,P0.6,P0.72.调用delay_ms函数sbitspi_cs=P0^1;sbitspi_di=P0^2;sbitspi_cl

    昨天
  • 串口数据转换CAN帧格式的方法

    MCU没有CAN或CAN接口数量不够怎么办?目前市面上有串口转CAN的相关模块或设备,但大家知道串口转CAN是如何实现的吗?转换后的帧格式是如何的?本文将为大家

    昨天
  • IPMB接口的请求和应答协议

    lRequest/ResponseProtocol(请求/应答协议)IPMB使用“请求——应答”协议,发送一条请求消息给一个智能设备,该设备会返回一个独立的应答

    昨天
  • IPMB接口协议的实现目标和特征

    智能平台管理总线(IPMB)的设计是为了在mission-critical服务器平台支持“ServerPlatformManagement”(服务器平台管理)的

    昨天
  • 飞机加油系统中的PIC单片机应用

    一、引言当前,能源已成为制约很多国家发展的瓶颈,特别是广大发展中国家,能源紧缺现象逐步凸现,世界各国对石油资源的争夺不断加剧,甚至引发局部战争;作为最大的发展中

    昨天
  • 基于ARM7处理器实现USB接口与CAN总线

    为了更好的将USB的通用性和CAN的专业性结合起来,通过计算机的USB接口接入CAN专业网络,实现系统控制的便利性和应用的高效性,本文讲述了一种基于ARM7处理

    昨天
  • 嵌入式开发常用总线与接口

    任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备连接,但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU直接连接,那么连线将会错综复杂,甚至难以实现。为了简化

    前天
  • 电机控制单电阻采样机制

    电机控制单电阻采样机制是在一个PWM波形内采集两相电流ADC数据,但某些扇区边界条件下只能获得一路电流ADC数据,需要对PWM波形进行变形用于构造电流采样区域。

    01-28
  • 共模电感用于总线的作用

    在CAN节点的设计中,我们通常为了总线的通讯更为可靠,为CAN接口增加各种器件,但实际并非所有应用都需要,过多防护不仅增加成本,而且器件的寄生参数必然影响信号质

    01-20
下载排行榜
更多
广告