Linux I2C(一)之常用的几种实例化(i2c_client )
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。
i2c协议详解

i2c协议详解
I2C(Inter-Integrated Circuit)协议是一种双向串行总线,也称作IIC、TWI(Two-Wire Interface)或SMBus(System Management Bus),由Philips公司于1982年开发,用来连接多个微处理器和其它通信芯片。
I2C协议有两根线,分别是SCL(时钟线)和SDA(数据线),使用双线的好处就是只要两根线就可以完成数据传输,而不需要增加额外的线路,能够大大减少系统所需要的线路,减少系统的复杂度和成本。
I2C协议需要一个主控制器来控制整个系统,主控制器通过SCL线来发送时钟,并通过SDA线来发送和接收数据,从控制器则只负责接收数据。
I2C协议有7个基本信号,START、STOP、ACK、NACK、READ、WRITE和REPEAT START,START在传输数据前发出,STOP则在传输结束后发出,ACK和NACK则用来表示接收方是否正确接收到数据,READ和WRITE则用来指示当前传输的数据是读数据还是写数据,REPEAT START则用来重新开始新一轮的传输。
I2C协议的最大优点是简单、易用,而且可以支持多个从控制器,不过它的缺点也是显而易见的,它的传输速度相对较慢,而且它的传输距离也有限,约在50cm左右。
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I2C详解1、基本概念主机初始化发送,产⽣时钟信号和终⽌发送的器件从机被主机寻址的器件发送器发送数据到总线的器件接收器从总线接收数据的器件多主机同时有多于⼀个主机尝试控制总线但不破坏报⽂仲裁是⼀个在有多个主机同时尝试控制总线,但只允许其中⼀个控制总线并使报⽂不被破坏的过程同步两个或多个器件同步时钟信号的过程2、硬件结构每⼀个I2C总线器件内部的SDA、SCL引脚电路结构都是⼀样的,引脚的输出驱动与输⼊缓冲连在⼀起。
其中输出为漏极开路的场效应管、输⼊缓冲为⼀只⾼输⼊阻抗的同相器。
这种电路具有两个特点:(1)由于SDA、SCL 为漏极开路结构,借助于外部的上拉电阻实现了信号的“线与”逻辑;(2)引脚在输出信号的同时还将引脚上的电平进⾏检测,检测是否与刚才输出⼀致。
为“时钟同步”和“总线仲裁”提供硬件基础。
3、时钟同步如果从机希望主机降低传送速度可以通过将SCL主动拉低延长其低电平时间的⽅法来通知主机,当主机在准备下⼀次传送发现SCL的电平被拉低时就进⾏等待,直⾄从机完成操作并释放SCL线的控制控制权。
这样以来,主机实际上受到从机的时钟同步控制。
可见SCL 线上的低电平是由时钟低电平最长的器件决定;⾼电平的时间由⾼电平时间最短的器件决定。
这就是时钟同步,它解决了I2C总线的速度同步问题。
4、主机发送数据流程(1)主机在检测到总线为“空闲状态”(即SDA、SCL 线均为⾼电平)时,发送⼀个启动信号“S”,开始⼀次通信的开始(2)主机接着发送⼀个命令字节。
该字节由7 位的外围器件地址和1 位读写控制位R/W 组成(此时R/W=0)(3)相对应的从机收到命令字节后向主机回馈应答信号ACK(ACK=0)(4)主机收到从机的应答信号后开始发送第⼀个字节的数据(5)从机收到数据后返回⼀个应答信号ACK(6)主机收到应答信号后再发送下⼀个数据字节(7)当主机发送最后⼀个数据字节并收到从机的ACK 后,通过向从机发送⼀个停⽌信号P结束本次通信并释放总线。
I2C总线原理及应用实例

I2C总线原理及应用实例I2C总线是一种串行通信总线,全称为Inter-Integrated Circuit,是Philips(飞利浦)公司在1982年推出的一种通信协议。
它可以用于连接各种集成电路(Integrated Circuits,ICs),如处理器、传感器、存储器等。
I2C总线的原理是基于主从架构。
主设备(Master)负责生成时钟信号,并发送和接收数据,从设备(Slave)通过地址识别和响应主设备的命令。
I2C总线使用两根线来传输数据,一根是时钟线(SCL),用于主设备生成的时钟信号;另一根是数据线(SDA),用于双向传输数据。
1. 主设备发送起始位(Start)信号,将SDA线从高电平拉低;然后通过SCL线发送时钟信号,用于同步通信。
2.主设备发送从设备的地址,从设备通过地址识别确定是否响应。
3.主设备发送要传输的数据到从设备,从设备响应确认信号。
4. 主设备可以继续发送数据,或者发送停止位(Stop)信号结束通信。
停止位是将SDA线从低电平拉高。
1.温度监测器:I2C总线可以连接到温度传感器上,通过读取传感器的输出数据,进行温度的监测和控制。
主设备可以设置警报阈值,当温度超过阈值时,可以触发相应的措施。
2.显示屏:很多智能设备上的显示屏都采用了I2C总线,如液晶显示屏(LCD)或有机发光二极管(OLED)等。
主设备通过I2C总线发送要显示的信息,并控制显示效果,如亮度、对比度、清晰度等参数。
3.扩展存储器:I2C总线可以用于连接外部存储器,如电子存储器(EEPROM)。
通过I2C总线,可以读取和写入存储器中的数据,实现数据的存储和传输。
4.触摸屏控制器:许多触摸屏控制器也使用了I2C总线,主要用于将触摸信号传输给主设备,并接收主设备的命令。
通过I2C总线,可以实现对触摸屏的操作,如单击、滑动、缩放等。
5.电源管理器:一些电源管理器也采用了I2C总线,用于控制和监测电池电量、充电状态、电压、电流等参数。
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。
I2C通信原理及程序详细讲解

I2C通信原理及程序详细讲解I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行通信协议,常用于连接微控制器、传感器和其他外部设备。
I2C通信协议由荷兰飞利浦公司于1982年开发,它使用两根信号线(SDA和SCL)进行数据传输。
I2C通信协议采用主从结构,一个主设备(如微控制器)可以连接多个从设备(如传感器)。
主从设备之间通过SDA和SCL线进行数据传输。
SDA线是双向数据线,用于传输数据,SCL线是时钟线,用于同步数据传输。
I2C通信协议中,设备的地址是一个重要概念。
每个设备都有一个唯一的地址,通过该地址可以选择和通信特定的设备。
地址由7个位组成,其中最高位是固定的,并取决于设备是主设备还是从设备。
如果最高位为0,则表示该设备是主设备;如果最高位为1,则表示该设备是从设备。
通过以下步骤,让我们详细了解如何在I2C总线上进行通信。
1.初始化I2C总线:在程序开始时,需要初始化I2C总线。
这通常包括初始化SDA和SCL引脚,设置时钟频率等。
具体的初始化步骤取决于使用的硬件和软件环境。
2.发送开始信号:开始信号表示I2C数据传输的开始。
它由主设备发送,并且SDA线从高电平转为低电平时发出。
发送开始信号后,SDA线上的数据将被解释为地址数据。
3.发送设备地址:主设备发送一个包含设备地址和读/写位(R/W)的数据字节。
设备地址是唯一的,并且由主设备选择。
读/写位指示从设备是要读取数据还是写入数据。
4.等待从设备响应:主设备发送设备地址后,会等待从设备的响应。
从设备将响应一个应答位(ACK)来确认地址接收成功。
如果收到ACK位,则继续进行下一步,否则可能是设备未连接或通信错误。
5.发送数据:主设备发送数据给从设备。
数据可以是命令、配置或实际数据,具体取决于应用场景。
发送数据的方式是将每个数据字节传输到SDA线上,并在每个数据字节后发送一个ACK位。
6.接收数据:从设备将数据发送给主设备。
数据可以是传感器读数、存储器数据等。
i2c驱动传入probe的参数解释

I2C驱动传入probe的参数解释在进行I2C设备的驱动开发过程中,常常会涉及到I2C驱动的probe 函数。
probe函数是Linux内核驱动中的一种特殊函数,它在驱动被加载并且设备被检测到时被调用,用于初始化设备并注册设备驱动。
在编写I2C驱动的probe函数时,通常需要传入不同的参数进行配置和初始化。
本文将对I2C驱动传入probe的参数进行解释和说明,帮助读者更好地理解和使用I2C设备驱动。
1. struct i2c_client *client在I2C驱动的probe函数中,通常需要传入一个指向structi2c_client结构体的指针作为参数。
这个结构体是I2C设备在内核中的表示,包含了I2C设备的位置区域、总线信息、驱动信息等。
通过这个参数,我们可以获取I2C设备的各种信息,并进行相应的初始化和配置。
2. const struct i2c_device_id *id另一个常见的参数是一个指向const struct i2c_device_id结构体的指针,用于指定要注册的设备驱动的ID信息。
这个结构体中通常包含了设备的厂商ID、设备类型、设备名称等信息,用于匹配加载指定的设备驱动。
在probe函数中,我们可以使用这个参数来判断当前检测到的I2C设备是否匹配当前的驱动,从而进行相应的初始化和注册操作。
3. int (*probe)(struct i2c_client *client, const struct i2c_device_id *id)最后一个重要的参数是probe函数本身。
这个参数是一个函数指针,用于指定实际的probe函数的位置区域。
在probe函数中,我们可以根据传入的client和id参数,进行设备的初始化、资源的申请、注册设备驱动等操作。
通过这个函数指针参数,内核可以在加载驱动并检测到设备时正确地调用对应的probe函数。
I2C驱动传入probe的参数包括指向I2C设备结构体的指针、指向设备ID信息的指针以及probe函数的函数指针。
I2C的原理与应用

I2C的原理与应用I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行通信协议,由飞利浦公司于1980年代开发,用于在数字电子系统中连接各个芯片。
它主要使用两根线进行通信,即SDA(Serial Data Line,串行数据线)和SCL (Serial Clock Line,串行时钟线),同时支持多主机和多从机的通信方式。
I2C协议被广泛应用于各种数字设备的互连,包括传感器、存储器、协处理器等。
I2C的通信原理如下:1.总线结构:I2C总线包含一个主机和多个从机。
主机负责控制总线,并发起数据传输请求;从机等待主机发送命令,并根据命令执行相应操作。
2.时序:I2C总线上的通信需要依靠时钟信号进行同步。
主机通过时钟信号SCL驱动数据传输。
数据线SDA上的数据在时钟信号的上升沿或下降沿进行采样和发送。
3.起始和停止位置:数据传输始于主机发送一个起始信号,结束于主机发送一个停止信号。
起始信号通知所有从机总线上的数据传输即将开始;停止信号表示数据传输已经结束。
4.地址与数据传输:在起始信号之后,主机发送一个地址帧给从机。
地址帧的最高位表示读写操作,从机通过地址帧判断自身是否为数据传输的对象,并相应地进行操作。
主机可以在同一个传输过程中多次发送数据,并且可以从一个从机读取多个字节的数据。
I2C的应用广泛,以下是一些常见的应用领域:1.传感器:I2C通信协议在许多传感器和芯片中得到应用,例如加速度计、陀螺仪、温度传感器和压力传感器等。
这些传感器通过I2C协议与主处理器进行通信,并将采集到的数据传输到主处理器进行处理。
2. 存储器:I2C接口也广泛应用于存储器设备,如EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)和FRAM (Ferroelectric Random Access Memory)。
这些存储器设备可以通过I2C总线进行读写操作,从而存储和检索数据。
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* struct i2c_board_info - template for device creation * @type: chip type, to initialize i2c_ * @flags: to initialize i2c_client.flags * @addr: stored in i2c_client.addr * @platform_data: stored in i2c_client.dev.platform_data * @archdata: copied into i2c_client.dev.archdata * @of_node: pointer to OpenFirmware device node * @acpi_node: ACPI device node * @irq: stored in i2c_client.irq * * I2C doesn't actually support hardware probing, although controllers and * devices may be able to use I2C_SMBUS_QUICK to tell whether or not there's * a device at a given address. Drivers commonly need more information than * that, such as chip type, configuration, associated IRQ, and so on. * * i2c_board_info is used to build tables of information listing I2C devices * that are present. This information is used to grow the driver model tree. * For mainboards this is done statically using i2c_register_board_info(); * bus numbers identify adapters that aren't yet available. For add-on boards, * i2c_new_device() does this dynamically with the adapter already known. */ struct i2c_board_info { char type[I2C_NAME_SIZE]; unsigned short flags; unsigned short addr; void *platform_data; struct dev_archdata *archdata; struct device_node *of_node; struct acpi_dev_node acpi_node; int irq; }; i2c_register_board_info: /** * i2c_register_board_info - statically declare I2C devices * @busnum: identifies the bus to which these devices belong * @info: vector of i2c device descriptors * @len: how many descriptors in the vector; may be zero to reserve * the specified bus number. * * Systems using the Linux I2C driver stack can declare tables of board info * while they initialize. This should be done in board-specific init code * near arch_initcall() time, or equivalent, before any I2C adapter driver is * registered. For example, mainboard init code could define several devices,
方一:
使用 arch/arm/mach-s3c24xx/mach-mini2440.c 举例: static struct i2c_board_info mini2440_i2c_devs[] __initdata = { { /* 遇到与”24c08 一样的名称”的驱动就会与之绑定, 0x50 是 I2C 设备的地址 */ I2C_BOARD_INFO("24c08", 0x50), .platform_data = &at24c08, }, }; /* 这里的 0 代表:i2c-0 总线 */ i2c_register_board_info(0, mini2440_i2c_devs, ARRAY_SIZE(mini2440_i2c_devs)); 到这里我们可以说就完成了第一种方式的实例化。 使用 i2c_register_board_info 去实例化必须知道我们使用的 I2C 设备是挂载到哪个总线 上,并知道设备的地址。 在 Linux 启 动 的 时 候 会 将 信 息 进 行 收 集 , i2c 适 配 器 会 扫 描 已 经 静 态 注 册 的 i2c_board_info,通过调用 i2c_register_board_info 函数将包含所有 I2C 设备的 i2c_board_info 信息的 i2c_devinfo 变量加入到__i2c_board_list 链表中,并调用 i2c_new_device 为其实例化 一个 i2c_client。在驱动加载的时候遇到同名的 i2c_board_info 就会将 i2c_client 和 driver 绑 定,并且执行 driver 的 probe 函数。 这种方式一般放在平台的代码中。 struct i2c_board_info : /**
方式三:
如果连 i2c 设备的地址不知道,我们可以提供一个地址列表供系统探测。 使用 drivers/media/pci/bt8xx/bttv-input.c 举例: /* Instantiate the I2C IR receiver device, if present */ void init_bttv_i2c_ir(struct bttv *btv) {
方式二:
使用 arch/arm/mach-ux500/board-mop500-uib.c 举例: void mop500_uib_i2c_add(int busnum, struct i2c_board_info *info, unsigned n) { struct i2c_adapter *adap; struct i2c_client *client; int i; /* 获得一个总线,当然必须知道我们设备要挂载在哪个总线上,busnum 就是总线编号 */ adap = i2c_get_adapter(busnum); if (!adap) { pr_err("failed to get adapter i2c%d\n", busnum); return; } for (i = 0; i < n; i++) { /* 将 i2c_board_info 所描述的器件与适配器进行关联,并实例化 i2c_client */ client = i2c_new_device(adap, &info[i]); if (!client) pr_err("failed to register %s to i2c%d\n", info[i].type, busnum); } /* 与 i2c_get_adapter 对应,释放资源 */ i2c_put_adapter(adap); } 别忘了在注销驱动或者出错的情况下调用 i2c_unregister_device(struct i2c_client *client) 去释放资源。 这种方式与方式一的差别是不需要在编译内核的时候就要知道设备挂载哪个总线上、 设 备的地址是什么。灵活性变强了。
* as could the init code for each daughtercard in a board stack. * * The I2C devices will be created later, after the adapter for the relevant * bus has been registered. After that moment, standard driver model tools * are used to bind "new style" I2C drivers to the devices. The bus number * for any device declared using this routine is not available for dynamic * allocation. * * The board info passed can safely be __initdata, but be careful of embedded * pointers (for platform_data, functions, etc) since that won't be copied. */ int i2c_register_board_info(int busnum, struct i2c_board_info const *info, unsigned len) { int status; down_write(&__i2c_board_lock); /* dynamic bus numbers will be assigned after the last static one */ if (busnum >= __i2c_first_dynamic_bus_num) __i2c_first_dynamic_bus_num = busnum + 1; for (status = 0; len; len--, info++) { struct i2c_devinfo *devinfo; devinfo = kzalloc(sizeof(*devinfo), GFP_KERNEL); if (!devinfo) { pr_debug("i2c-core: can't register boardinfo!\n"); status = -ENOMEM; break; } devinfo->busnum = busnum; devinfo->board_info = *info; list_add_tail(&devinfo->list, &__i2c_board_list); } up_write(&__i2c_board_lock); return status; }