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以前一直在用I2C接口，因为总是有线程的例子就一直没有去深入的了解，今天分析了一下在linux下通用GPIO模拟I2C的程序。

I2C的驱动是用杂项设备实现的，这也是一种比较简单的实现方式。通过 misc_register(&mygpioi2c_dev);来注册自己的杂项设备，此函数中会自动创建设备节点，即设备文件。无需mknod指令创建设备文件。因为misc_register()会调用class_device_creat或者device_creat。主设备号也不用管，是最简单的一种驱动了。注册后通过miscdevice结构体关联的file_operations的操作来实现驱动程序的open，read，write接口。

[cpp]  view plain copy
  1. static struct file_operations gpioi2c_fops = {
  2. .owner      = THIS_MODULE,
  3. .ioctl      = gpioi2c_ioctl,
  4. .open       = gpioi2c_open,
  5. .release    = gpioi2c_close
  6. };
具体的操作在IOCTL中实现
[cpp]  view plain copy
  1. int gpioi2c_ioctl(struct inode *inode, struct file *file, unsigned int cmd, unsigned long arg)
  2. {
  3. unsigned int val;
  4. char device_addr, reg_addr;
  5. short reg_val;
  6. switch(cmd)
  7. {
  8. case GPIO_I2C_READ:
  9. val = *(unsigned int *)arg;
  10. device_addr = (val&0xff000000)>>24;//设备地址
  11. reg_addr = (val&0xff0000)>>16;//设备中读写寄存器地址。对于两字节的地址需要自己去定义数据传送的方法。
  12. reg_val = gpio_i2c_read(device_addr, reg_addr);
  13. *(unsigned int *)arg = (val&0xffff0000)|reg_val;
  14. break;
  15. case GPIO_I2C_WRITE:
  16. val = *(unsigned int *)arg;
  17. device_addr = (val&0xff000000)>>24;
  18. reg_addr = (val&0xff0000)>>16;
  19. reg_val = val&0xffff;
  20. gpio_i2c_write(device_addr, reg_addr, reg_val);
  21. break;
  22. default:
  23. return -1;
  24. }
  25. return 0;
  26. }
[cpp]  view plain copy
  1. 下面拿随即读取数据来举例。
[cpp]  view plain copy
  1. <pre name="code" class="cpp" style="font-family: 宋体, Arial; line-height: 1.5; ">unsigned char gpio_i2c_read(unsigned char devaddress, unsigned char address)
  2. {
  3. int mydata;
  4. i2c_start_bit();
  5. i2c_send_byte((unsigned char)(devaddress));
  6. i2c_receive_ack();
  7. i2c_send_byte(address);
  8. i2c_receive_ack();
  9. i2c_start_bit();
  10. i2c_send_byte((unsigned char)(devaddress) | 1);
  11. i2c_receive_ack();
  12. mydata = i2c_receive_byte();
  13. i2c_stop_bit();
  14. </pre><span style="font-family:宋体,Arial"><span style="line-height:1.5">}<br>
  15. 其中的规则就是I2C协议的规定.下面是开始信号的模拟</span></span>
  16. <pre style="font-family:宋体,Arial; line-height:1.5"></pre>
  17. <pre name="code" class="cpp" style="font-family: 宋体, Arial; line-height: 1.5; ">static void i2c_start_bit(void)
  18. {
  19. DELAY(1);//这里的时序需要自己模拟。用一个for循环就可以
  20. i2c_set(SDA | SCL);//sda.scl设为1
  21. DELAY(1);
  22. i2c_clr(SDA);//在SCL为1时拉低SDA，表示发送开始信号
  23. DELAY(2);
  24. }</pre>
  25. <pre></pre>

delay具体多久需要计算，感觉可以用定时器实现，之前就写过一个定时1ms的驱动，因为通过linux应用层单步操作时间间隔最好也是10ms，当时写过selest和一些别的方式做过测试，过几天把这部分整理出来。。回到这个驱动上来。。。。
在做模拟时，总结出了一些要点：
1.自己模拟时序时I2C的占空比并不是一定的，只要符合其数据在上升沿读取这一规律以及高电平不变数据就行
2.释放SDA就是把SDA拉高
3.应答位谁接受谁产生
4.数据是在上升沿锁存，所以在需要读数据前最好把模拟成CL的GPIO做一下拉低再拉高处理，不要直接拉高。
为什么随机读要产生两个开始信号呢，因为随机读需要CPU发送deviceaddress和regaddress，数据流向是cpu->e2prom 而确定了地址后需要改变数据流向。因此需要从新发送开始信号，为什么呢，因为I2C里面的deviceaddress里面包含有读写信息， 即如果写地址是deviceaddress， 则读地址是deviceaddress+1 因此可以这样讲一个开始信号确定当前是读还是写，要改变读写，对不起，只能重新开始。下面是IO口模拟写的时序
[cpp]  view plain copy
  1. void gpio_i2c_write(unsigned char devaddress, unsigned char address, unsigned char data)
  2. {
  3. i2c_start_bit();
  4. i2c_send_byte((unsigned char)(devaddress));
  5. i2c_receive_ack();
  6. i2c_send_byte(address);
  7. i2c_receive_ack();
  8. i2c_send_byte(data);
  9. i2c_stop_bit();
  10. }
可以看到这里只有一次起始，模拟的时候需要注意。以上就是linux模拟I2C驱动的一点心得。

转载于:https://my.oschina.net/u/164131/blog/132247

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