Linux下I2C设备驱动的一种适配器层直接实现方法
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。
嵌入式Linux中I2C设备驱动程序的研究与实现
嵌入式Linux中I2C设备驱动程序的研究与实现
朱南皓;李正祥
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2010(026)011
【摘要】FC作为一种目前通用的总线技术,已广泛应用于EEPROM、实时钟、小型LCD等设备与CPU的接口中.分析了嵌入式Linux中I2C驱动程序的体系结构,I2C驱动程序中一些重要数据结构之间的关系以及I2C驱动程序的运行机制.最后,结合具体的EEPROM芯片AT24C08说明了在嵌入式Linux下开发I2C设备驱动程序的一般流程.另外还创新了一般的驱动方法,实现了单设备多驱动的驱动模式.【总页数】3页(P67-69)
【作者】朱南皓;李正祥
【作者单位】100024,北京,中国传媒大学广播电视数字化教育部工程研究中心;100024,北京,中国传媒大学广播电视数字化教育部工程研究中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP316
【相关文献】
1.小型医疗仪器中嵌入式Linux设备驱动程序的开发 [J], 甄诚;董秀珍;付峰;刘晓东
2.设备驱动程序在嵌入式Linux系统中的实现分析 [J], 王莹
3.嵌入式Linux的I2C设备驱动程序的分析 [J], 余炽业;宋跃;雷瑞庭
4.嵌入式Linux系统中字符设备驱动程序的开发 [J], 李胜朝;黄先祥;谢建
5.设备驱动程序在嵌入式Linux系统中的实现分析 [J], 王莹
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I2C调试笔记
I2C调试笔记最近被VK3344搞的昏头转向，今天代理商打电话居然说这款芯⽚不兼容硬件IIC总线控制器，真是崩溃！就当花时间买个教训吧！总结⼀下免得以后不长进⼜犯这种低级错误。
1。
先分析⽰波器抓到的iic时序图,该时序图是vk3344在 smart arm lpc3250 & linux 下由主机发出的往VK3344写数据的时序图。
图中1处标出的尖峰⾼电平值很奇怪只有每次写寄存器地址的时候在最后从机应答之后释放总线到⾼电平的信号都是这么⼀个尖峰，应该跟⽰波器采集数据的频率没关系吧？尖峰过后应该是通信结束了，但是却出现了2标出的⼀个低电平周期信号，后来仔细阅读IIC协议⽂档才想起来，IIC的结束信号⼀定是要在IIC的SCAL保持稳定⾼电平的时候SDA由低到⾼的的⼀个上升沿跳变。
之所以如2那样拉低是因为当时的时钟信号为低，这时候如果SDA就⼀直保持⾼电平的话那么就成了在SCAL为低的时候SDA⼀直保持⾼电平了，这样也就不算是结束信号了，所以⼀定要有2中的在SCAL为低的时候SDA拉低⼀个周期然后再跳变才⾏。
这⾥的时钟脉冲是⾼电平的时候SDA信号保持电平稳定才算是⼀个有效数据，也就是说⼀个SDA的电平信号⼀定要在整个时钟为⾼电平的⼀个周期内保持不变才算有效数据。
2。
这⾥说说IIC设备驱动的⼤致情况。
这个没多少要说的，因为是作为串⼝扩展的，所以就注册成了字符驱动，IIC的设备检测直接调⽤IIC的核⼼代码就⾏了，这个是IIC设备驱动和总线适配器之间的⼀个连接纽带，就不多说了，看代码就明⽩了。
还有⼀点差点忘了，就是IIC设备的中断的响应和处理，最好的办法是在驱动⾥⾯注册中断的时候的中断回调函数（服务函数）⾥⾯完成所有的读写，读写的内容分别⾃⼰在内核空间⾥⾯开辟⼀块内存来保持，在驱动函数的⽤户层接⼝那⾥最好留连个读写缓存状态标志，当然留个读写回调函数接⼝更好，这样就直接通过回调函数把数据从内核空间内存拷贝到⽤户⾃⼰的内存⾥⾯就⾏了，然后在线程⾥⾯遍历缓存也⾏，或者消息触发也⾏，随便怎么做都可以，看⾃⼰的喜好了。
linux系统i2c协议详解
linux系统i2c协议详解I2C总线概述I2C（两线接口）是一种串行通信协议，用于连接嵌入式系统中的集成电路（IC）。
它以其低成本、低功耗和高可靠性著称。
I2C总线需要两条双向信号线：串行数据线（SDA）和串行时钟线（SCL）。
这些信号线由一个主设备控制，可以与多个从设备通信。
I2C通信I2C通信由以下步骤组成：起始条件：主设备将SDA线下拉至低电平，同时保持SCL线为高电平。
设备地址：主设备发送7位或10位从设备地址，后跟一个读/写位。
数据传输：主设备和从设备交换数据。
停止条件：主设备将SDA线拉至高电平，同时保持SCL线为高电平。
主设备和从设备I2C总线上的设备分为两种：主设备和从设备。
主设备：发起通信并控制总线。
通常是主微控制器或处理器。
从设备：响应主设备请求并提供或接收数据。
可以是传感器、执行器或其他外围设备。
I2C寻址从设备通过唯一的7位或10位地址进行寻址。
地址的最高位表示是否可读/写，0表示写，1表示读。
I2C模式I2C协议支持以下模式：主写从读：主设备向从设备写入数据，然后从从设备读取数据。
主读从写：主设备从从设备读取数据，然后向从设备写入数据。
从读从写：两个从设备在主设备的监督下进行通信。
I2C传输速率I2C传输速率通常在10kbps到400kbps之间。
速率由主设备设置。
I2C错误检测I2C协议包含几个错误检测机制，例如校验和和超时。
这些机制有助于确保数据的可靠传输。
I2C应用I2C总线用于各种应用，包括：传感器和执行器接口EEPROM和闪存编程LED和LCD控制模拟-数字转换器（ADC）和数字-模拟转换器（DAC）接口电源管理时钟同步I2C优点I2C协议的优点包括：低成本：无需额外的硬件接口低功耗：仅使用两根信号线高可靠性：错误检测机制确保数据完整性容易使用：简单的协议易于实施广泛采用：支持广泛的设备和库I2C缺点I2C协议的缺点包括：数据速率低：与其他串行接口相比，数据速率较低主机限制：总线上只能有一个主设备总线无仲裁：在总线冲突的情况下，没有内置的仲裁机制有限的寻址范围：仅支持有限数量的设备地址I2C技术演进I2C协议正在不断发展，以满足新应用的需求。
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
TI-I2C驱动
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。
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。
I2C实例解析
实例解析linux内核I2C体系结构（1）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。
编写I2C设备驱动也有两种方法。
一种是利用系统给我们提供的i2c-dev.c来实现一个i2c 适配器的设备文件。
然后通过在应用层操作i2c适配器来控制i2c设备。
i2c_register_driver函数详解
i2c_register_driver函数详解在嵌入式软件开发中，I2C（Inter-Integrated Circuit）总线是一种常用的串行通信接口，用于在微控制器和外部设备之间传输数据。
i2c_register_driver函数是Linux内核中一个重要的函数，用于注册I2C 驱动程序。
本文将详细解析i2c_register_driver函数的功能、参数和应用。
一、i2c_register_driver函数概述i2c_register_driver函数是在Linux内核中注册一个I2C驱动程序的函数。
它的作用是将驱动程序与对应的I2C适配器绑定，使得操作系统能够正确地识别和管理该驱动程序。
在驱动程序注册后，当相应的I2C设备连接到系统时，驱动程序将会自动加载并为该设备提供服务。
二、i2c_register_driver函数参数i2c_register_driver函数包含一个结构体参数，该结构体用于指定驱动程序的相关信息和功能。
1. struct i2c_driverstruct i2c_driver是一个定义I2C驱动程序的结构体，包含了以下重要的成员：- .driver：指向内核的struct device_driver结构体，用于描述驱动程序的信息，如名称、文件操作方法等。
- .probe：指向I2C设备探测函数的指针，用于在设备连接时进行初始化和配置。
- .remove：指向I2C设备移除函数的指针，用于在设备断开连接时进行清理和释放资源。
- .id_table：指向I2C设备ID表的指针，用于匹配设备和驱动程序。
2. I2C设备探测函数（probe函数）I2C设备探测函数是I2C驱动程序的核心功能之一，在I2C设备连接到系统时被调用。
该函数的作用是检测和初始化I2C设备，并将设备与驱动程序进行绑定。
在probe函数中，可以执行一系列必要的操作，如配置寄存器、分配内存、注册字符设备等。
Linux I2C设备驱动编写
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：这样ADXL34X的i2c设备就被注册到了系统中，当名字与i2c_driver中的id_table中的成员匹配时就能够出发probe匹配函数了。
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适配器层驱动函数ｉｉｃ—ＬＭ７５一ｒｅａｄ被映射为应用 层的接口函数ｒｅａｄ，以为应用层所调用。按上述方法
宅饥不应答，处 理接收到的第二 个温度字节 主机接收完毕，
写ＩＩＣＳＴＡＴ．
构建的１２Ｃ驱动在Ｌｉｎｕｘ下以普通设备驱动的形式 加载，在加载的过程执行初始化操作，通过ＭＫＤＥＶ （）函数创建主设备节点并分配设备号，通过１２Ｃ—ｓｅｔ— ｕｐ—ｄｅｖ（）函数实现驱动层到应用层函数的映射。在 应用层调用适配器层驱动时，须首先用ｏｐｅｎ（）函数打
ｓｃ《ｍ一且Ａ魅Ｊｕｕ～Ｖ崛
ｉ｛ＭｓＢ
图１
基本１２ｃ总线时序
应答信号：由接收器在接到发送器发送的地址或有效 数据后发出，如果接收器配置为允许应答，则收到数据后 将自动应答，应答设置位在ＩＩＣＣＯＮ的最高位，写１为允 许应答，写０为禁止应答。 主机发送数据：待发送的数据需事先写入ＩＩＣＤＳ寄存 器中，当发送条件满足后（起始信号发出，或ＴＸ／ＲＸ中断 标志位清除后等），ＩＩＣＤＳ中的数据将自动移位发送。 主机接收数据：在收到总线上的一字节数据后，将存 储于ＩＩＣＤＳ中。主机可通过查询ＩＩＣＣＯＮ中的中断标志 位来确定是否接收成功一个字节。如果主机不发送应答 信号，则从机将一直处于等待状态。数据接收完毕后如果 不清除中断挂起位，１２Ｃ通信将进入暂停状态。 停止信号：停止信号的发出由ＩＩＣｓＴＡＴ寄存器的第 ５位清零来实现。 ４
信号后都要接着发送从机地址字节，这个字节前７位代表 从设备物理地址，最低位Ｒ／Ｗ决定了数据流的方向，如 果是０，表示主机写数据到从机，１表示主机向从机读。发 送到ＳＤＡ总线上的数据必须是８位，但是每次发送的字 节数不受限制。数据传输必须带应答（ＡＣＫ），应答脉冲 由接收器产生，在应答的时钟脉冲期问，发送器释放ＳＤＡ 线。通常被寻址的接收器在接收到每个字节后，必须产生 一个应答，才能正常通信。最后，需要由主机发出一个停 止信号，结束整个通信过程，使总线回到空闲状态，当 ＳＣＬ是高电平时ＳＤＡ线由低电平向高电平切换表示停 止条件。基本１２Ｃ总线时序如图１所示。
源选择
６
ＬＭ７５的适配器层驱动程序实现
可以在Ｌｉｎｕｘ底层驱动中对１２ｃ寄存器组进行直接
３．２
１２Ｃ基本时序的实现
１２Ｃ的时序及操作模式都可通过配置主机适配器的
操作，根据ＬＭ７５的时序要求组合１２Ｃ基本时序，实现 ＬＭ７５的模式设置及温度采集功能，程序流程如图３ 所示。 以下是在适配器层的部分驱动函数代码：
３
主机适配器及基本１２Ｃ时序的实现
３．１￥３Ｃ２４４０的１２Ｃ适配器
￥３Ｃ２４４０中１２Ｃ适配器中的寄存器主要有ＩＩＣＤＳ、ＩＣ－ ＳＴＡＴ、ＩＩＣＣＯＮ、ＩＩＣＡＤＤ等。１１ＣＤＳ寄存器为一个８位的 移位寄存器，待发的数据先送至此寄存器，在起始信号发 出后，将数据逐位发送到ＳＤＡ总线上。 ＩＩＣＳＴＡＴ为状态寄存器，主要实现１２Ｃ总线的信号 发生功能，如下所示。其中第６、７位是模式选择位，可决 定４种模式，分别是主机发送、主机接收、从机发送、从机 接收等。第５位是一个读写位，在读时如果为０表明总线 空闲，如果为１表明总线正忙。如果向其写１，则主机将 会发送开始信号，如果向其写０，则主机将发送停止信号。
４．１
ＬＭ７５传感器简介
ＬＭ７５为支持１２Ｃ协议的数字式温度传感器，可多达
８个传感器共享一根总线，可在环境超过设定温度时通知
传输时 钟选择
３：０
Ｉ应答
发送时钟
发送／接 收中断
５
中断挂 起标志
４
Ｉ设置
７
主控制器，测温精度为０．５℃，转换后的温度值用２字节 保存。ＬＭ７５的温度字节读取时序如图２所示。
４．２
Ｃ ｄｅｖｉｃｅ
ｕｓｉｎｇ
ｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ．Ｔｈｅ
ｓｅｎｓｏｒ．
ｃｏｍｍｏｎ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ ｉｓ ｉｌｌｕｓｔｒａｔｅｓ
Ｋｅｙ
Ｌｉｎｕｘ，ｊｏｉｎｅｄ ｗｉｔｈ
ａｎ
ｅｘａｍｐｌｅ ｏｆ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ
ＬＭ７５
ｗｏｒｄｓ：ｅｍｂｅｄｄｅｄ；Ｌｉｎｕｘ，ｒＣ；ｄｅｖｉｃｅ ｄｒｉｖｅｒ；ａｄａｐｔｅｒ
ｉｉｃ＿ＬＭ７５一ｒｅａｄ（ＵＩＮＴ ｕｎＳｌａｖｅＡｄｄｒ，ＵＩＮＴ ｕｎＡｄｄｒ，ｃｈａｒ＊
ｐＤａｔａ）｛ ｃｈａｒ ｃＲｅｃｖＢｙｔｅ； ｒａｗ ｗｒｉｔｅｌ（ｕｎＳｌａｖｅＡｄｄｒ，ｉ２ｃ ｂａｓｅ十０ｘｏｃ）；
糕—、鬲＿穗赢＿磊嚼菱藐河鬲■惑ｆ蒜两鬲巧蕊■鬲蕊堍嚣
图２
］几ｎ一几Ｊ－玑几门ｎ几几几ｎ
Ｉ模式
忙、停止、
Ｉ选择
输出
起始状态
５
允许
４
仲裁位
３
从片 地址状态
２
地址 零状态
１
最后 接收位
Ｏ
Ｌｉｎｕｘ下在适配器层中驱动的实现
下文结合ＬＭ７５传感器采集温度的例子具体说明这
７：６
种方法在Ｌｉｎｕｘ下的实现过程。 ＩＩＣＣＯＮ为一个８位寄存器，主要实现１２Ｃ总线的一 些配置功能，如下所示。应答设置位控制是否应答，低４ 位和第６位共同决定了发送时钟的频率。
Ｎ
主机等待ＬＭ７５ 应答 等待ＬＭ７５应答，并准备 接收第二个温度字节
发出停止信号
接收中断ｊ
清除中断标志位Ｉ开ｄｅｖ中的主设备，在ｏｐｅｎ过程中配置各个ＦＣ功能
将从机地址写／Ｍ１ＣＤＳ， 准备第二条消息 等待，直至 １２Ｃ总线 停止工作 结束
寄存器，配置输入／输出端口，完成后，将获得一个设 备节点ｆｄ，以此节点作为驱动接口的设备参数传人， 便可调用底层的驱动函数。 ５
１２Ｃ总线作为一种接口标准最早由Ｐｈｉｌｉｐｓ公司提出， 因其优良的性能在电子工业中得到了广泛的应用。在嵌 入式Ｌｉｎｕｘ系统下，标准的１２Ｃ驱动为分层架构，由上至 下依次是设备层、核心层和适配器层。这种多层架构有效 满足了Ｌｉｎｕｘ下多设备、多任务并行工作的要求，但同时 也使１２Ｃ设备驱动的开发变得非常复杂。本文探讨了一 种在１２Ｃ设备串行工作的情况下，直接在适配器层实现的 １２Ｃ驱动方法，这将有效简化Ｌｉｎｕｘ下１２Ｃ设备驱动的开 发。这里基于ＡＲＭ９的￥３Ｃ２４４０芯片和２．６．３０核心的 嵌入式Ｌｉｎｕｘ系统平台进行分析。 ２
／／写ＩＩＣＳＴＡＴ寄存器主发送模式发开始信号 ｗａｉｔ（Ｍ）； ／／等待从机地址发送完
发的效率。誓
参考文献
Ｅ１３ ＩｚＣ总线规范ＥＯＬ３．Ｅ２０ｉＩ－０１］．ｗｗｗ．ｚｌｇｍｃｕ．ｃｏｒｎ／ｄｏｗｎ—
ｗｒｉｔｅｌ（ｕｎＡｄｄｒ，ｉ２ｃ—ｂａｓｅ＋０ｘｏｃ）；
／／将指针写入ＩＩＣＤＳ寄存器指针指向温度寄存器
１２Ｃ总线及时序
１２Ｃ设备分为主机及从机。主机即主控芯片内的１２Ｃ
适配器，它完成基本的时序控制功能，如起始、传输数据、 停止等。从机即外围１２Ｃ芯片，它是被主机寻址的器件， 接收主机发送的命令和数据，返回相应的数据。按数据流 的方向又可将１２Ｃ设备分为发送器或接收器。常用的数
ｐａｐｅｒ＠ｍｅｓｎｅｔ．ｃｏｒｎ．ｃｎ（投稿专用）
ｗｏｒｋ
ｉｎ
ｐａｒａｌｌｅｌ ｍｏｄｅ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ
ｃａｎ
ｔｈａｔ ｔｈｅ
１２ Ｃ ｄｅｖｉｃｅｓ １２
ｗｏｒｋ
ｄｒｉｖｅｒ
ｉｎ
ｓｅｒｉａｌ ｍｏｄｅ，
ｄｅｖｉｃｅ ｄｒｉｖｅｒ
ｃａｎ
ｂｅ
ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ
ｊｕｓｔ
ａｄａｐｔｅｒ ｌａｙｅｒ．Ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄ
ｉｎ
ｓｉｍｐｌｉｆｙ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ
ｌａｙｅｒ；ＬＭ７５．
据传输模式主要有两种：主机发送模式，此时主机为发送 １
概
述
器，从机为接收器；主机接收模式，此时主机为接收器，从 机为发送器。一个设备是发送器还是接收器，取决于实际 数据流的方向。一个完整的主机读或写过程称为一个消 息，每一个消息都必须有一个起始信号（Ｓ）来指示其开始， 起始信号由主机发出。在ＳＣＬ线是高电平时ＳＤＡ线从 高电平向低电平切换，这个情况表示起始条件。如果一个 １２Ｃ通信过程是主机多个读写过程的组合，则要有多个消 息，需重复发出起始信号。在每个消息中，主机发出起始
小
结
圈３
ＬＭ７５时序的底层实现流程 ／／将从机地址写入ＩＩＣＤＳ寄存器
…ｒａｗ
．．．ｒａｗ
实践证明，在嵌入式Ｌｉｎｕｘ环境下，适配器层直接实 现１２Ｃ设备驱动的方法，构造简单，可靠性高，占用资源 少，对不同设备的适应性强，可有效提高１２Ｃ设备驱动开
ｗｒｉｔｅｌ（ＯｘｆＯ，ｉ２ｃ—ｂａｓｅ＋０ｘ０４）；
Ｃ ｄｅｖｉｃｅ
ｄｒｉｖｅｒｓ
ｉｎ
ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｌｉｎｕｘ ｎｏｒｍａｌｌｙ
ｉｎ
ｕｓｅｓ
ａ
ｃｏｍｐｌｅｘ ｔｈｒｅｅ—ｌａｙｅｒ ｄｒｉｖｅｒ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｔｈａｔ ｆｕｌｆｉｌｌｓ ｔｈｅ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ
ｍｏｓｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｗｈｅｎ ｔｈｅ １２
ｔｈｅ
Ｃ ｄｅｖｉｃｅｓ
Ｉｍｍｅｄｉａｔｅ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ １２ Ｃ Ｄｅｖｉｃｅ Ｄｒｉｖｅｒ Ｂａｓｅｄ
Ｙａｎｇ
ｏｎ
Ｌｉｎｕｘ Ａｄａｐｔｅｒ Ｌａｙｅｒ
Ｗｅｎｂｏ，Ｘｉｎｇ
Ｐｅｎｇｋａｎｇ
（Ｈｅｎａｎ Ｐｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｎａｎｙａｎｇ ４７３０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｒ
ｖｏｉｄ
方式实现，１２Ｃ的基本时序包括起始信号、从机地址、发送 数据、读数据、应答信号、停止信号等。操作模式主要包括 主机读、主机写、从机读、从机写等。以此为基础，可以通 过在总线上组合传输起始信号、地址信号、停止信号等，来 实现任意复杂的１２Ｃ通信功能。 操作模式：通过写ＩＩＣＳＴＡＴ寄存器的高两位操作 设置。