【从0教学嵌入式Linux】第二十四集（上）

芯灵思FAE

第24课：I2C驱动程序及应用程序开发（一）

（一）I2C总线介绍

I2C总线是有Philips公司开发的，它是一种比较简单的总线，接线简单，只有两根线，数据线（SCL）和时钟线（SDA），控制简单，所以一些封装较小的器件多使用I2C总线，常见的使用I2C总线的设备有EEPROM、rtc及一些传感器，这里我们介绍下基于Linux的I2C设备驱动的编写。

I2C设备驱动的编写有多种方式：

一种是直接操作CPU的I2C控制器，正对于某一个设备写一个字符驱动，这种驱动相对来说比较直接，不需要太依赖于内核相关配置，但这类设备驱动依赖CPU，可移植性较差。

一种是基于Linux内核I2C子系统完成设备驱动的编写，一般内核会继承相关CPU的控制器驱动，即使没有也可以通过技术支持获得，所以我们只需要使用Linux下I2C子系统提供的相关接口来构建我们的设备驱动就行了，这样我们的设备驱动并不依赖于某一个特定的CPU，可移植性较好。

在写驱动之前我们先了解下I2C总线中几个比较重要的概念：

1、地址

I2C总线上可以连接多个相同或者不同的设备，总线怎样才能知道数据应该发送到哪个设备呢，这里需要一个地址来唯一的标识一个设备，I2C设备地址有7位地址和10位地址，那么这个地址是怎么来的呢，其实这个地址我们可以通过相关的芯片手册获得，这里通过一个EEPROM和一个温度传感器来说明。

EEPROM(AT24C02/04/08/16)芯片手册上有如下说明：

再结合原理图

再通过芯片手册我们可以知道EEPROM的地址的前四位为1010，通过原理图A0/A1/及NC的状态，我们可以知道后三位为000，这样我们就知道这个EEPROM在I2C总线上的地址为7’b1010000。

同样我们可以通过如下内容知道温度传感器的地址为7’b1001000

2、时序

不同的I2C设备有不同的时序，也可以说是不同的协议，我们需要了解一些时序相关的东西，我们发送数据是什么时候开始什么时候结束，怎么发送都由这个时序决定

（二）I2C总线应用程序

现在的CPU多数都有I2C控制器，我们不需要太关心具体时序的实现，这些都由控制器去完成，并且内核已经集成多数CPU的I2C控制器驱动，我们写设备驱动就是按照I2C子系统的要求，为他提供需求的数据即可。

I2C子系统下设备驱动有两种模式，一种是用户模式设备驱动，这种驱动依赖I2C子系统中的i2c-dev这个驱动，我们需要在应用程序去封装数据，这需要应用程序的开发人员具备相当的硬件基础，另外一种是普通的设备驱动，我们来看一下这两种方法的具体实现过程。

用户模式驱动实现：

相关结构体：

上面就是我们向底层传递的结构，我们需要把我们的时序封装成这样的结构，然后传递下去就行了

转化为消息结构为：

这里我们封装了两个消息，在这个时序中操作模式改变了，所以我们必须封装为两个时序，如果操作模式不变封装一个消息就可以了，比如如下时序：

我们把刚才封装的消息通过ioctl发下去就能够完成数据的读写了，例程如下：