linux内核GPIO模拟I2C实例

linux内核GPIO模拟I2C实例

2010-10-11 作者：cvip302814 来源：cvip302814的blog

前言：

在许多情况下，我们并没有足够的I2C总线，本文主在介绍如何利用Linux 内核中的i2c-gpio模块，利用2条GPIO线模拟i2c总线，并挂载设备。

思路：

先通过对i2c-gpio所定义的结构体初始化(包括初始化i2c的2条线，频率，timeout等)并将i2c-gpio模块编译进内核，实现用GPIO_X,GPIO_Y 2条GPIO线注册新的i2c总线。此时这个模块对i2c设备是透明的，及挂在这2条GPIO线的i2c设备可以直接使用Linux内核通用的i2c设备注册，传输和注销等方法。

步骤：

首先确认在注册i2c-gpio模块前，所要用到的2条GPIO口是没有被系统其它地方所调用的。

在每个系统平台启动时，都会打开一系列的设备，他们通常实现在arch/目录下相应的平台子目录中的例如setup.c，devices.c文件中，在这里我们进行i2c总线的注册以及设备的挂载。i2c-gpio定义的结构在

include/linux/i2c-gpio.h中：

/**

* struct i2c_gpio_platform_data - Platform-dependent data for i2c-gpio

* @sda_pin: GPIO pin ID to use for SDA

* @scl_pin: GPIO pin ID to use for SCL

* @udelay: signal toggle delay. SCL frequency is (500 / udelay) kHz

* @timeout: clock stretching timeout in jiffies. If the slave keeps

* SCL low for longer than this, the transfer will time out.

* @sda_is_open_drain: SDA is configured as open drain, i.e. the pin

* isn't actively driven high when setting the output value high.

* gpio_get_value() must return the actual pin state even if the

* pin is configured as an output.

* @scl_is_open_drain: SCL is set up as open drain. Same requirements

* as for sda_is_open_drain apply.

* @scl_is_output_only: SCL output drivers cannot be turned off.

*/

struct i2c_gpio_platform_data {

unsigned int sda_pin;

;

此时我们就可以在i2c设备的驱动程序中通过遍历所在i2c总线，得到其所在的地址i2c_device_addr。

在i2c驱动中，需要注册一个i2c_driver的结构体，例如：

static const struct i2c_device_id lis35de_id[] = {

{ "lis35de", 0 },

{ }

};

static struct i2c_driver st_lis35de_driver = {

.probe = st_lis35de_probe,

.remove = st_lis35de_remove,

.suspend = st_lis35de_suspend,

.resume = st_lis35de_resume,

.id_table = lis35de_id,

.driver = {

.name = "lis35de",

},

};

static int __init st_lis35de_init(void)

{

printk(KERN_INFO "st_lis35de_init\n");

return i2c_add_driver(&st_lis35de_driver);

}

在init时用i2c_add_driver(&st_lis35de_driver)，此时将会对所在i2c总线进行遍历并得到该设备的适配器等信息，主要目的即是使驱动得到自己的i2c_client，在这个i2c_client中，已经有了该i2c设备的地址等信息，我们在驱动中定义一个新的i2c_client全局变量，把得到的这个i2c_client传给这个全局变量，从而可以继续后面的i2c操作。

此时我们就可以使用通用的i2c读写操作了。

总结：

直接用GPIO口模拟I2C时序和利用内核模块i2c-gpio虚拟i2c总线的区别：

1．用GPIO口模拟I2C时序不需要在系统启动时注册I2C总线，只需要在I2C设备驱动中单独实现。用i2c-gpio模块虚拟i2c总线需要在系统启动时注册新的I2C总线，并将i2c设备挂载到新的i2c总线，涉及的范围较广。

2．用GPIO口模拟I2C时序，代码操作较繁琐，且不方便挂载多个i2c

设备。用i2c-gpio模块可以完全模拟i2c总线，可以挂载多个设备。3．在i2c读写操作时，用GPIO口模拟I2C时序需要每次根据读/写操作

发送器件地址<<1+1/0，然后再发送寄存器地址。用i2c-gpio模块相当于直接在i2c总线上操作，在系统启动挂载i2c设备时已经告诉了i2c总线它的地址，在该设备自己的驱动中，只需要通过i2c_add_driver操作即可以得到其地址等诸多信息，读写操作只需要发送寄存器地址即可。

附：i2c一般的读写操作

#include

/*

读操作：

*/

static int i2c_RxData(char *rxData, int length)

{

struct i2c_msg msgs[] = {

/* 把1个字节的i2c设备寄存器地址告诉总线 */

{

.addr = client->addr,

.flags = 0, //写操作

.len = 1,

.buf = rxData,

},

/* 从总线读取length个字节的数据，存入rxData */

{

.addr =client ->addr,

.flags = I2C_M_RD, //I2C_M_RD在i2c.h中被定义为1，读操作 .len = length,

.buf = rxData,

},

};

if (i2c_transfer(client->adapter, msgs, 2) < 0) { /* 传输并判断是否传输

错误 */

printk(KERN_ERR "I2C_RxData: transfer error\n");

return -EIO;

} else

return 0;

}

/*

写操作

*/

static int i2c_TxData(char *txData, int length)

{

struct i2c_msg msg[] = {

/* 第1个字节是器件寄存器地址，后面的字节是写入的数据 */ {

.addr = client->addr,

.flags = 0,

.len = length,

.buf = txData,

},

};

if (i2c_transfer(client->adapter, msg, 1) < 0) {

printk(KERN_ERR "I2C_TxData: transfer error\n");

return -EIO;

} else

return 0;

}