基于I2C和Android光传感器驱动开发
I2C总线的光电隔离措施及电路原理分析
I2C总线的光电隔离措施及电路原理分析I2C总线是一种常用的串行通信协议，用于连接微控制器、传感器和其他外设。
由于I2C总线是一个双线制的通信协议，其中的数据线和时钟线是共用的，这就导致了在一些特定场景下存在干扰和数据传输不可靠的问题。
为了解决这些问题，可以采取一些光电隔离措施及电路原理来提高I2C总线的可靠性和抗干扰性。
一、光电隔离措施1.光电耦合器光电耦合器是一种可以实现光电隔离的器件，它包括一个发光二极管和一个光敏电阻（或光敏三极管）。
在I2C总线上，可以将发光二极管连接到主设备的SDA和SCL线上，然后将光敏电阻连接到从设备的SDA和SCL线上。
这样，当主设备将数据或时钟信号传输到从设备时，光电耦合器会将信号转换为光信号，并通过光传导到从设备的SDA和SCL线上，从而实现光电隔离。
2.光耦光耦是一种包含光电二极管和光敏三极管的器件，可以实现光电隔离。
在I2C总线上，可以使用光耦将主设备和从设备之间的SDA和SCL线进行隔离。
将主设备的SDA和SCL线连接到光电二极管的阳极和阴极上，然后将光敏三极管的集电极和发射极分别连接到从设备的SDA和SCL线上。
当主设备将数据或时钟信号传输到从设备时，光耦会将信号通过光传导到从设备的SDA和SCL线上，从而实现光电隔离。
1.使用电阻器提高抗干扰性在进行I2C总线的光电隔离时，可以采用电阻器来提高总线的抗干扰性。
将电阻器连接到总线上可以起到限流的作用，使总线的驱动能力得到提升，从而改善总线的干扰抗性。
此外，使用电阻器可以改善总线的匹配阻抗，提高信号的传输质量。
2.增加滤波电容在I2C总线的光电隔离电路中，可以增加适当的滤波电容来抑制干扰信号。
滤波电容可以起到滤波器的作用，将高频噪声滤除，提高总线的信号质量。
在I2C总线的主设备和从设备之间加入适当的电容，可以阻止外界噪声对总线信号的干扰。
3.使用保护器件为了保护I2C总线免受过电流、过电压和ESD的影响，可以在总线的主设备和从设备之间插入保护器件。
Linux下基于I2C的电源管理芯片驱动设计
０ 引 言
内部 集 成 电路 （ｎｅ—ｎｅ ｒｔｄ ｃｒｕｔ ２ ｉｔｒｉｔｇ ａｅ ｉ ｉ ｃ ，ＩＣ）
１２ ＩＣ 总 线 信 号 时序 ． ２
Ｓ ＤＡ 和 Ｓ Ｌ２条 信 号 线 都 处 于 高 电平 ，即 总 线 Ｃ 空 闲状 态 ， ２条 信 号 线 各 自的 上 拉 电阻 把 电平 拉 高 ；
（ ｔｒｉｔｇａｅ ｉ ｕｔ ｕ ｄ ｒ ｉｕ ． ｈ ２ ｕ ｍｉｇａ ｄｔｅｓｅ ｉｌ ｒｈｔｃｕｅｏ ｅＩＣｂ ｓ ｎｔｅ ｎ ｘｋ ｒｅ ａｅ ｉ ｅ— ｅ ｒｔｄｃｒ ｉ ｎ ｅ ｎ ｘ Ｔ ｅＩＣｂ ｓ ｉ ｎ ｎ ｐ ｃａ ａｃ ｉ ｔｒ ｆｈ ２ ｕ ｕ ｅｎ ｌ ｒ ｎ ｎ ｃ ） Ｌ ｔ ｈ ｅ ｔ ｉ ｈ Ｌｉ
２３ Ｉ Ｃ设 备 驱 动 ． ２
ＣＯＮ Ｄｎ１ ｏＮ
图 １ ＩＣ总 线起 始 信 号 与结 束信 号【 ２
定 义 描 述 具 体 设 备 的 ＩＣ ｃｉｎ ２ ｌ ｔ和 可 能 的私 有 ｅ 数 据 结 构 、借 助 ＩＣ 框 架 的 ＩＣ ｐｒ ｂｅ 函 数 实 现 注 ２ ２ ｏ
Ｓ
‘ 、
．
源 转 换 输 出 的应 用 ，提 供 简 单 易 用 而 又 可 以灵 活 配 置 的完 整 电源 解 决 方 案 ， 充 分 满 足 目前 日益 复 杂 的 应 用 处 理器 系 统 对 于 电源 相 对 复 杂 而 精 确 控 制 的要 求 。ＡＸＰ ９ 提 供 了一 个 与主 机 通 讯 的 两 线 串行 通 １２
接 收 端 接 收 完 一 个 字 节 后 ， 会 立 刻 在 ＡＣ 周 期 内 Ｋ
１ ＩＣ总线 概 述 与时序 ２
１１ ＩＣ 总 线 介 绍 ． ２
将 Ｓ ＤＡ 由高 电平 翻 转 为低 电 平 ，这 便 产 生 了 一 个
恩智浦基于I2C接口的LED驱动器设计与实现
恩智浦基于I2C接口的LED驱动器设计与实现
LED无疑是当前最热的一个应用，无论是手持设备、游戏机、霓虹灯、广告牌等等，眩目的色彩及高质的光亮，总能第一时间吸引人的眼球。在当前众多的LED控制器面前，如何选择一款功能丰富且性价比又高的产品来迎合自己的设计，无疑是摆在每个设计师面前的问题。
图4中左半部为I2C的master，不作细述。右边最上为LED限流电阻，通常LED的前向电压为3V左右，根据不同的颜色和制造工艺会有一些差别。我们可以通过所需LED电流去计算这个限流电阻的值: R=(Vsupply-Vfsum)/If。如果所需的LED电流大于25mA，那么图中所加的FET可以轻松解决这一问题。当我们外加了FET以后，只需把PCA9633的相应寄存器的OUTDRV设为高就可以了，以区别于它的默认值。现在我们可以看到用PCA9633去控制如此多的LED，原理图相当简洁，同样在软件设置寄存器上也同样方便。PCA9633提供了简易且完整的内部寄存器，例如LED输出结构设置、节电模式设置、芯片使能模式设置、LED的输出状态设置，以及每个PWM和Group PWM的控制寄存器设置等。除此之外，PCA9633还提供了一个寄存器设置递增位，也就是说如果我们设置了这一位，那么我们可以通过一个指令序列来完成内部所有寄存器的顺序配置，这在一些特定的应用中是非常有用的，能最大程度节省软件和系统资源。下面，我们将通过另外一个例子来说明内部寄存器的设置。
物联网平台说明书
物联网平台硬件简要说明书一、硬件框图二、平台资源介绍1、 ARM处理器(网关节点)基于ARM Cortex-A8的高性能处理器架构体系,低功耗、低成本、外设资源丰富，可安装Android 4.0。
频率从 600MHz到1GHz以上NEON SIMD 指令集Thumb-2 指令集编码内置高性能的图形处理器SGX540128 位 SIMD 数据引擎2、 Zigbee模块2.1 CC2530模块（协调器、终端节点）CC2530模块由CC2530芯片模块+底板模块组成（底板模块用于接口扩展）。
CC2530模块中包括一个协调器模块，其他用于终端节点模块。
协调器模块接一个LCD面板，可用于跟踪显示Zigbee建网信息，终端节点接各种传感器。
2.2 传感器模块（1）光敏传感器（2）烟雾传感器（4）温湿度传感器（5）火焰传感器（6）气体传感器（7）热释红传感器(8) 磁通传感器3、RFID 设备模块（1） RFID模块（2） RFID标签4 、蓝牙模块（1）主蓝牙模块（2）从蓝牙模块，可接多种传感器5、CC-Dubug 仿真器,RS232CC-Dubug用于烧写或调试Zigbee 模块,RS232用于zigbee模块与上位机信息交互6、开关选择模块选择特定的zigbee模块烧写程序或与上位机串口通信三、配件方案1 ARM处理器方案一：（1）购买（2）推荐产品：友善之臂Tiny210SDK2+LCD（3）价格：799-1099，不包括配件（4）可选配件：3G上网卡，SD WIFI ，CMOS摄像头，监控摄像头模块，GPRS模块2、 Zigbee模块方案一：CC2530芯片模块管脚间隔与万能板间距一样，底板模块自己定制。
（1）购买CC2530芯片模块，万能板，其他配件（2）推荐产品：鼎泰克电子有限公司出的DRF1605（CC2530芯片模板）（3）价格：协调器模块+LCD+万能板+其他配件终端节点+底板模块传感器方案二 CC2530芯片模块+特定底板模块（1）购买（2）推荐产品：丘捷科技有限公司出品（3）价格：协调器模块+LCD+特定底板模块 260终端节点+底板模块 115传感器 25*73、RFID 设备模块（1）购买（2）推荐产品(3) 价格：1804 、蓝牙模块（1）购买（2）推荐产品大菠萝电子产品连锁商城（3）价格：主蓝牙模块 54从蓝牙模块 545、CC-Dubug 仿真器（1）价格： 586、开关选择模块7、其它接口及外设四、实验开发1 嵌入式linux开发1.1ARM处理器接口试验1.2Linux系统移植试验1.3Linux 驱动开发试验1.4Android 开发2无线通信试验2.1CC2530接口试验2.2基于CC2530传感器实验2.3Zigbee通信协议试验2.4android 下传感器界面开发2.5蓝牙模块开发2.6RFID模块开发3综合实验3.1基于android的物联网管理系统硬件环境：物联网开发平台+ PC主机软件环境：Windows、Linux 操作系统下的android环境项目功能简述：在Windows、Linux 操作系统下编写android物联网管理软件实现对物联网开发平台上传感器信息的采集和对执行单元的控制。
android驱动开发和移植详解
android驱动开发和移植详解本文出处：《Android 底层开发技术实战详解——内核、移植和驱动》我们开发的Android 驱动程序是基于Linux 内核的，本文首先介绍移植Android 系统的基本知识和基本原理，这也是为驱动开发打下坚实基础，知其然也知其所以然；最后我们将通过深入浅出的案例学习驱动开发过程。
1.1 驱动开发需要做的工作Android 作为当前最流行的手机操作系统之一，受到了广大开发人员和商家的青睐。
Android正在逐渐形成一个蓬勃发展的产业，带来了无限商机。
既然Android 这么火爆，我们程序员可以学习它的哪一方面的内容呢？本书的驱动开发又属于哪一领域呢？接下来将为读者奉上这两个问题的答案。
Android 是一个开放的系统，这个系统的体积非常庞大，开发人员无须掌握整个Android 体系中的开发知识，只需熟悉其中某一个部分即可收获自己的未来。
从具体功能上划分，Android 开发主要分为如下三个领域。
1. 移植开发移动电话系统移植开发的目的是构建硬件系统，并且移植Android 的软件系统，最终形成手机产品。
2. Android 应用程序开发应用程序开发的目的是开发出各种Android 应用程序，然后将这些应用程序投入Android 市场，进行交易。
Android 的应用程序开发是Android 开发的另一个方面。
从开发的角度来看，这种形式的开发可以基于某个硬件系统，在没有硬件系统的情况下也可以基于Linux 或者Windows 下的Android模拟器来开发。
这种类型的开发工作在Android 系统的上层。
事实上，在Android 软件系统中，第3 个层次（Java 框架）和第4 个层次（Java 应用）之间的接口也就是Android 的系统接口（系统API）。
这个层次是标准的接口，所有的Android 应用程序都是基于这个层次的接口开发出来的。
Android 系统的第4 个层次就是一组内置的Android应用程序。
I2C实践(一)-LM75A温度传感器_图文.
FPGA/CPLD开发套件实验教程—— PERI2-4DI 篇实验四、I 2C 实践（一）-LM75A 温度传感器实验目的：在这一课里，我们一起来学习I2C 协议，以及I2C 驱动的编写方法，并通过FPGA/CPLD来驱动LM75A 温度传感器，读出当前温度信息。
实验原理：(1 I2C串行总线概述采用串行总线技术可以使系统的硬件设计大大简化、系统的体积减小、可靠性提高。
同时，系统的更改和扩充极为容易。
常用的串行扩展总线有： I2C （Inter IC BUS ）总线、单总线（1－WIRE BUS ）、SPI （Serial Peripheral Interface ）总线及Microwire/PLUS等。
本课仅讨论I2C 串行总线。
I2C 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 。
I2C 总线通过上拉电阻接正电源。
当总线空闲时，两根线均为高电平。
连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA 及SCL 都是线“与”关系。
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FPGA/CPLD开发套件实验教程—— PERI2-4DI 篇机即为发送器，总线上接收数据的器件则为接收器。
在多主机系统中，可能同时有几个主机企图启动总线传送数据，为了避免混乱， I2C 总线要通过总线仲裁，以决定由哪一台主机控制总线。
在FPGA/CPLD应用系统的串行总线扩展中，我们经常遇到的是以FPGA/CPLD为主机，其它接口器件为从机的单主机情况。
(2I2C总线的数据传送1）、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。
I2C设备驱动介绍
I2C设备驱动介绍I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，用于连接并使多个外部设备与主控制器进行通信。
在嵌入式系统中，I2C设备驱动起着至关重要的作用，负责将操作系统与I2C总线上的设备进行通信，促进数据的传输和交互。
1.初始化：驱动程序需要初始化I2C控制器，包括设置时钟频率、地址范围等。
2.设备注册：设备驱动需要在操作系统中注册I2C设备，以便操作系统能够识别和管理设备。
3.读写操作：驱动程序需要实现读写设备寄存器的功能，包括发送开始和停止信号、以及发送、接收数据等。
4.错误处理：驱动程序需要处理I2C通信过程中可能出现的错误，例如传输失败、设备无响应等情况。
5.中断处理：驱动程序需要支持I2C设备的中断机制，以便及时处理设备的状态变化或数据传输完成的中断信号。
6.电源管理：驱动程序需要支持设备的电源管理功能，包括设备的唤醒、睡眠等操作。
7.设备控制：驱动程序需要实现设备特定的控制功能，例如设置传感器的采样率、配置设备的工作模式等。
8. 虚拟文件系统接口：在Linux系统中，驱动程序通常通过虚拟文件系统接口（如/dev）与用户空间进行交互，提供读写设备寄存器的功能。
1.确定设备：首先，开发者应该确定需要驱动的I2C设备。
这可能包括传感器、EEPROM、显示器等。
2.确定硬件连接：确定I2C设备与主控制器之间的硬件连接和电气特性。
这包括设备的I2C地址、I2C总线上的物理接口等。
3.编写驱动程序：在操作系统中，开发者可以根据设备的文档或芯片厂商提供的驱动程序框架，编写自己的I2C设备驱动程序。
驱动程序需要实现上述提到的功能，并且根据设备的特点进行相应的适配和优化。
4.编译和测试：完成驱动程序的编写后，需要将其编译成与操作系统内核匹配的模块或静态链接库。
然后，通过加载驱动模块或重新编译内核来使驱动程序生效。
最后，进行测试，确保驱动程序在各种场景下的正常运行。
基于I2C和Android的光传感器驱动开发
基于I2C和Android的光传感器驱动开发作者：欧阳小星来源：《计算机光盘软件与应用》2013年第11期摘要：分析了android操作系统的传感器系统结构，设计并实现了基于i2c及android输入子系统的isl290023光传感器驱动程序，能够精确地根据周围环境光线的强度自动调节LCD的亮度，有效地降低智能设备的功耗，驱动成功应用于Marvell armada610平台，性能稳定。
关键词：Android；I2C；光传感器中图分类号：TP3112007年Google推出第一款Android操作系统以后，不断地完善及增强系统功能，从最初的android1.1版本发展到最新的android4.3版本，用户体验感越来越好，是目前最流行的智能终端系统之一，它不仅改变了民众的生活爱好，还不断增加了生活的乐趣性及实用性，深受社会各界人士的热捧。
为了更好的赢得用户的信赖，android智能终端设备为用户配备了各种传感器，如重力感应器、光传感器、磁场感应器及距离传感器等8种高灵敏度的传感器，他们不仅可以帮助用户在使用设备的过程中自动节省系统的耗电量，还可以为用户在户外活动中提供指南针功能，在游戏中提供重感力操作模式，增强了用户体验性及简化了操作的复杂度。
其中，光传感器可以感知附近周围的光线情况，并将感知的数据上报给处理器去运算，然后自动调节设备的背光亮度，不仅可以降低系统的耗电量，还可以有效地保护用户的眼睛，市场使用价值越来越高，如何更好的发挥出其作用，值得技术人员去深入研究。
1 Android软件体系结构2 Android的传感器系统结构传感器（sensor）对于我们来说并不感到陌生，比如日常生活中的楼道路灯、传感温度计等将物理现象转换成电子信号的机器[4-6]。
Android的各类传感器设备同样是将获取外部的物理信息转换成数字信号，通过传感器系统上报给用户应用，展现出丰富的便携功能。
Android 传感器主要包括8种：加速度（accelerometer）、方向传感器（orientation）、光传感器（ambient light）、磁传感器（magnetic field）、距离感应器（proximity）、方向感应器（orientation）、压力（pressure）和温度传感器（temperature），它们都是基于不同的物理硬件来实现[5]。
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基于I2C和Android的光传感器驱动开发
摘要：分析了android操作系统的传感器系统结构，设计并实现了基于i2c及android输入子系统的isl290023光传感器驱动程序，能够精确地根据周围环境光线的强度自动调节lcd的亮度，有效地降低智能设备的功耗，驱动成功应用于marvell armada610平台，性能稳定。
关键词：android；i2c；光传感器
中图分类号：tp311
2007年google推出第一款android操作系统以后，不断地完善及增强系统功能，从最初的android1.1版本发展到最新的
android4.3版本，用户体验感越来越好，是目前最流行的智能终端系统之一，它不仅改变了民众的生活爱好，还不断增加了生活的乐趣性及实用性，深受社会各界人士的热捧。
为了更好的赢得用户的信赖，android智能终端设备为用户配备了各种传感器，如重力感应器、光传感器、磁场感应器及距离传感器等8种高灵敏度的传感器，他们不仅可以帮助用户在使用设备的过程中自动节省系统的耗电量，还可以为用户在户外活动中提供指南针功能，在游戏中提供重感力操作模式，增强了用户体验性及简化了操作的复杂度。
其中，光传感器可以感知附近周围的光线情况，并将感知的数据上报给处理器去运算，然后自动调节设备的背光亮度，不仅可以降低系统的耗电量，还可以有效地保护用户的眼睛，市场使用价值越来越高，如何更好的发挥出其作用，值得技术人员去深入研究。
1 android软件体系结构
2 android的传感器系统结构
传感器（sensor）对于我们来说并不感到陌生，比如日常生活中的楼道路灯、传感温度计等将物理现象转换成电子信号的机器
[4-6]。
android的各类传感器设备同样是将获取外部的物理信息转换成数字信号，通过传感器系统上报给用户应用，展现出丰富的便携功能。
android传感器主要包括8种：加速度（accelerometer）、方向传感器（orientation）、光传感器（ambient light）、磁传感器（magnetic field）、距离感应器（proximity）、方向感应器（orientation）、压力（pressure）和温度传感器（temperature），它们都是基于不同的物理硬件来实现[5]。
android传感器系统在整个android系统中的各个层次都有涉及，其对上层的接口是上报传感器采集转换后的数据变化，同样也提供部分属性设置接口，如精度的设置等。
android传感器系统的基本结构图[7-9]如图2所示。
系统结构的分布从上而下遵守android
系统原理，包含java应用、传感器的java框架层、本地框架的硬件抽象层、传感器驱动程序及硬件。
android传感器应用开发使用的api主要包含在frameworks/base/core/java/android/hardware 目录下的sensor*.java文件类，实现了sensor的管理及控制，sensor事件的监听。
api中的sensormanager类会通过jni的
jni/android_hardware_sensormanager.cpp调用本地库中的sensormanager服务，其会进一步调用sensor的hal层，最终根据
具体的硬件配置调用具体的传感器，实现采集数据的上报。
4 isl290023光传感器驱动的实现
4.2 驱动初始化
驱动的初始化是以内核模块加载的方式运行，通过module_init （）函数向内核加载驱动的初始化函数isl29023_init （），其主要是将驱动挂载到系统的i2c驱动模型中，完成设备的硬件初始化，比如设置器件相关寄存器的初始化状态、电源的省电操作模式，分配input_dev结构，定义设备支持的事件类型，通过
input_register_device（）函数将input_dev向内核输入子系统注册使其成为输入设备，实现的核心代码如下：
4.3 数据计算与上报
5 结束语
随着android设备及其应用的发展，传感器的使用也越来越广，如何使其更稳定、更精确地工作是研究的重点。
本文通过分析android传感器系统结构及其移植的内容，成功实现了基于i2c和android input的isl290023光传感器驱动，能够精确地根据周边环境光线的强度自动调节屏幕的亮度，驱动成功应用于android2.3系统，为驱动开发爱好者提供了参考价值。
参考文献：
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[10]isl290023 data sheet[eb/ol].intersil americas
inc.2009.
作者简介：欧阳小星（1980-），男，江西吉安人，硕士，研究方向：嵌入式系统，android系统。