"本文档是关于I2C总线读写及设备驱动的总结,涵盖了I2C总线协议、驱动体系结构、设备驱动编写及驱动调试的基本内容,适合理解和掌握I2C通信技术的读者阅读。"
I2C总线协议是荷兰飞利浦公司设计的一种高效、简单的两线式串行通信协议,主要用于微控制器与周边设备间的通信。I2C总线由数据线SDA和时钟线SCL构成,可以进行数据的发送和接收。协议的关键信号包括:
1. 开始信号:当SCL为高电平时,SDA线由高电平下降到低电平,标志着数据传输的开始。
2. 结束信号:同样在SCL为高电平时,SDA线由低电平上升到高电平,表示数据传输结束。
3. 应答信号:接收设备在接收到8位数据后,会在SCL的第9个上升沿到来前发送一个低电平脉冲(ACK位),确认接收到数据。
在I2C协议中,如果采用7位设备地址,主设备在启动传输时需发送1字节的地址信息,其中7位是设备地址,最后1位表示读写操作(0表示写,1表示读)。随后的每次传输都是1字节数据,从最高位开始传输。
I2C驱动体系结构包括三个主要部分:
1. I2C核心:提供总线驱动和设备驱动的注册、注销接口,以及与具体适配器无关的通信方法,包括设备探测和地址检测。
2. I2C总线驱动:定义了i2c_adapter数据结构,包含了i2c_algorithm数据结构和控制I2C适配器产生通信信号的函数,如开始位、停止位、读写周期以及ACK的产生。
3. I2C设备驱动:实现了设备端的逻辑,通常挂载在I2C适配器上,通过适配器与CPU进行数据交换。
在驱动组成部分中,i2c_adapter代表物理上的适配器,而i2c_algorithm则是一套通信方法的集合。关键函数master_xfer()用于生成I2C通信所需的信号,处理i2c_msg(I2C消息)对象,实现数据的实际传输。
在驱动调试过程中,开发者需要关注数据传输的正确性,包括开始和结束信号的生成,地址识别,数据的ACK应答,以及在读写操作中的错误处理。同时,Makefile是构建和编译驱动程序的重要文件,它定义了编译规则和依赖关系,确保驱动能够正确编译并加载到系统中。
理解I2C总线协议和驱动架构对于嵌入式系统开发者来说至关重要,它有助于实现高效的微控制器与外设之间的通信,并简化系统的集成和调试工作。