I2C 24LC02 C读写例程(PIC单片机)
1 I2C总线特点
I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。I2C总线的另一个优点是，它支持多主控(multimastering)，其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。
2 I2C总线工作原理
I2C总线上的数据稳定规则，SCL为高电平时SDA上的数据保持稳定，SCL为低电平时允许SDA变化。如果SCL处于高电平时，SDA上产生下降沿，则认为是起始位，SDA上的上升沿认为是停止位。通信速率分为常规模式(时钟频率100kHz)和快速模式(时钟频率400kHz)。同一总线上可以连接多个带有I2C接口的器件，每个器件都有一个唯一的地址，既可以是单接收的器件，也可以是能够接收发送的器件。
每次数据传输都是以一个起始位开始，而以停止位结束。传输的字节数没有限制。最高有效位将首先被传输，接收方收到第8位数据后会发出应答位。数据传输通常分为两种：主设备发送从设备接收和从设备发送主设备接收。这两种模式都需要主机发送起始位和停止位，应答位由接收方产生。从设备地址一般是1或2个字节，用于区分连接在同一I2C上的不同器件。
I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号：SCL为低电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。
在I2C总线中只有主发送和主接收两种操作方式。在系统初始化时，由指令控制CPU送出相关的数据，经接口送到I2C寄存器内。通过初始化这些寄存器，可以实现I2C总线的主模式控制，以及实现I2C总线上的从设备读写。
当主设备和其中的一个从设备交换数据时，主设备首先发出一个启动Start信号，这个信号被所有的从设备接收。即从设备准备接收CPU的信号，然后主设备再发出它要通信的从设备地址。接下来，所有的从设备将收到的这个地址和它们自己的地址进行比较。
如果收到的地址和它们自己的地址不同，则什么都不做，只是等待主设备发出停止stop信号；如果收到的地址和它自己的地址相同，它就发出一个信号给主设备，这个信号称为应答Acknowledge信号。当主设备收到应答信号后，它就开始向从设备发送数据或者从从设备接收数据。当所有操作都进行完毕时，主设备发出一个Stop信号，通信完毕，释放I2C总线；然后所有的从设备都等待下一次Start信号的到来。
3 总线基本操作
I2C规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL）控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL为低电平的期间才能改变，SCL为高电平的期间，SDA 状态的改变被用来表示起始和停止条件。
3.1 控制字节
在起始条件之后，必须是器件的控制字节，其中高四位为器件类型识别符（不同的芯片类型有不同的定义，EEPROM一般应为1010），接着三位为片选，最后一位为读写位，当为1时为读操作，为0时为写操作。
1．写过程
(1)上电后等待一个延时(1ms)。
(2)器件寻址，给一个起始信号(SCL为高电平时SDA给一个下降沿)。发送从器件地址，高5位为10110，然后根据A1/A0(如果和器件的地址相同则那个器件会应答)进行读/写控制(O为读)。
(3)应答，器件在SCL的第9个周期时SDA给出一个低电平，作为应答信号。
(4)开始写有两种模式：字节写模式和页写模式。
·字节模式：给出A15～A8应答，给出A7～A0应答；然后给出DATA和停止信号(SCL为高电平时，SDA给出一个上升沿)，接着要等待一个擦写时间。
·页写模式：给出地址以后连续给出64个数据。如果多于64个数据，则地址计数器自动翻转。(如果少于64昵，估计是没有问题的，但是需要实验验证。)
(5)判断擦写操作是否完毕的一个方法(应答查询)，如果器件还处于擦写状态，则不会应答器件寻址；如果有应答，则说明擦写完毕。
2．读过程
(1)上电以后等待一个延时(lms)。
(2)器件寻址。
(3)应答。
(4)开始读有三种模式：立即当前地址读、选择/随机读、连续读。
·立即当前地址读：如果上次读/写的操作地址为N，则现在是N+1。不需要ACK，但是需要Stop信号。
·选择/随机读：先伪写(用于给出一个地址)，然后再次启动，读取数据。
·连续读：读取一个以后给一个应答，这样器件会再给出下一个地址的数据内容。
(5)开始数据传输Start后、停止数据传输Stop前，SCL高电平期间，SDA上为有效数据。/*******************************************************************
一、程序说明：
1, 24LC02器件地址是1010000R/W.
2, 数组写入24LC02采取页写方式.
3, 数组code从24LC02读出时采取自由读方式.
4, 采用4.00M晶体。
5，采用软件I2C。
二、硬件连接：
1，SDA------->23 pin.(当然你可以任意选择脚位）
2, SCL------->18 Pin.(当然你可以任意选择脚位）
3，PORTD----->外接8个LED，显示读出的数据，在这里，读出的刚好是一个闪动的流水灯状态。
*******************************************************************/
＃i nclude "pic.h"
#define uchar unsigned char
#define nop() asm("nop"
#define SCL TRISC3
#define SDA TRISC4
void start_i2c();
void stop_i2c();
void send_byte(uchar c);
uchar receive_byte();
void I_send_str(uchar sla,uchar suba,uchar *s,uchar no);
void delay_250ms();
void i2c_error ();
uchar code[]={0x00,0x01,0x03,0x07,0x0f,0x1f,0x3f,0x7f,0xff};
uchar no,ack,c,data;
void main(void)
{
uchar i;
TRISC=0Xff; //C口设为输入RC3为SCL线，RC4为SDA线。
PORTC=0X00;
TRISD=0X00; //D口为输出，显示IC24LC02中读出的内容
PORTD=0X00; //初始显示全亮
I_send_str(0xa0,0x00,code,9); //页写入code数组到24LC02,器件地址为0Xa0,子地址为0X00，共9个数。
delay_250ms();
///////////开始读出到D口进行显示,根据Random read时序图。
while (1)
{
for (i=0x00;i<0x09;i++)
{
start_i2c();
send_byte(0xa0); //发送器件地址，即DEVICE ADDRESS。
if (ack==0) i2c_error(); //如果24LC02无应答。则进入I2C ERROR错误指示。
send_byte(i); //发送字地址，即WORD ADDRESS。D口显示数组。
if (ack==0) i2c_error();
start_i2c(); //重新启动总线。
send_byte(0xa1); //发送读命令和器件地址DEVICE ADDRESS。
if (ack==0) i2c_error();
data=receive_byte();
stop_i2c();
PORTD=data;
delay_250ms();
}
}
}
/******************************************************************* 起动总线函数
函数原型：void start_i2c();
Function: start on the I2C bus
*******************************************************************/ void start_i2c()
{
SDA=1; //发送启始条件的数据信号
nop();
SCL=1;
nop();nop();nop();nop();nop(); //24LC02要求建立时间大于4，7S
SDA=0; //发送起始信号
nop();nop();nop();nop();nop();
SCL=0; //钳住I2C总线，准备发送数据或接收数据
nop();nop();
}
/******************************************************************* 停止总线函数
函数原型：void stop_i2c();
Function: stop the I2C bus
*******************************************************************/ void stop_i2c()
{
SDA=0; //发送结束条件的数据信号
nop();
SCL=1;
nop();nop();nop();nop();nop();
SDA=1;
nop();nop();nop();nop();
}
/*================================================================= 字节数据传送函数
函数原型：void send_byte(uchar c);
Function: 将数据C发送出去，可以是地址，也可以是数据，发完后等待回应，并对此状态位进行操作（不应答或非应答都使ack=0 ），发送数据正常，ack=1;ack=0
表示被控器无应答或损坏。
==================================================================*/
void send_byte(uchar c)
{
uchar bit_count;
for (bit_count=0;bit_count<8;bit_count++)
{
if ((c< else {SDA=0;} nop(); SCL=1; nop();nop();nop();nop();nop(); SCL=0; } nop();nop(); SDA=1; nop();nop(); SCL=1; nop();nop();nop(); if (RC4==1) ack=0; else ack=1; //用ASK=1为有应答信号 SCL=0; nop();nop(); } /*================================================================== 字节数据接收函数 函数原型：uchar receive_byte(); FUNCTION: 用来接收从器件传来的数据，并判断总线错误（不发应答信号）， 发完后请用应答函数。 ===================================================================*/ uchar receive_byte() { uchar retc,bit_count; retc=0; SDA=1; for (bit_count=0;bit_count<8;bit_count++) { nop(); SCL=0; nop();nop();nop();nop();nop(); SCL=1; nop();nop(); retc=retc<<1; if (RC4==1) retc=retc+1; nop();nop(); } SCL=0; nop();nop(); return (retc); } /*================================================================ 向有子地址器件发送多字节数据函数 函数原型：bit I_send_str(uchar sla,uchar suba,uchar *s,uchar no); Function: 从启动总线到发送地址，数据，结束总线的全过程，从器件地址sla。如果返回1表示操作成功，否则操作有误。 =================================================================*/ void I_send_str(uchar sla,uchar suba,uchar *s,uchar no) { uchar i; start_i2c(); send_byte(sla); if (ack==0) i2c_error(); send_byte(suba); if (ack==0) i2c_error(); for (i=0;i { send_byte(*s); if (ack==0) i2c_error(); s++; } stop_i2c(); // return(1); } /***************************************************************** 延时函数 函数原型：void delay_250ms(); FUNCTION: 延明250ms *****************************************************************/ void delay_250ms() { unsigned int d=24999; while (--d); } /***************************************************************** 总线错误函数 函数原型：void i2c_error(); Function: 通过RD7闪动8次表示总线操作失败一次报警。 *****************************************************************/ void i2c_error () { uchar i; for (i=0;i<8;i++) { RD7=0; delay_250ms(); RD7=1; delay_250ms(); } } /**********END**************/ 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。 第二种：为I2C设备独立编写一个设备驱动 注意：第二种方法不能用设备提供的I2C-dev.c 5、I2C系统下的文件架构 在linux下driver下面有个I2C目录，在I2C目录下包含以下文件和文件夹 1)I2C-core.c 这个文件实现I2C核心功能以及/proc/bus/I2C*接口 2)I2C-dev.c 实现I2C适配器设备文件的功能，每个I2C适配器被分配一个设备，通过 适配器访问设备的时候，主设备号是89，此设备号是0-255. I2C-dev.c并没有针对特定设备而设计，只提供了read() write()和ioctl()等接口，应用层可以通过这些接口访问挂在适配器上的I2C设备存储空间和寄存器，并控制I2C设备的工作方式。 3)Chips 这个文件下面包含特定的I2C设备驱动。 4)Busses 这个文件包含一些I2C总线驱动。 5)Algos文件夹下实现了I2C总线适配器的algorithm 6、重要结构体 1）在内核中的I2C.h这个头文件中对I2C_driver；I2C_client；I2C_adapter和I2C_algorithm 这个四个结构体进行了定义。理解这4个结构体的作用十分关键。 i2c_adapter结构体 struct i2c_adapter { struct module *owner; //所属模块 unsigned int id; //algorithm的类型，定义于i2c-id.h, unsigned int class; const struct i2c_algorithm *algo; //总线通信方法结构体指针 void *algo_data;//algorithm数据 struct rt_mutex bus_lock; //控制并发访问的自旋锁 int timeout; int retries; //重试次数 struct device dev; //适配器设备 int nr; char name[48]; //适配器名称 struct completion dev_released; //用于同步 struct list_head userspace_clients; //client链表头 1.分类函数,所在函数库为ctype.h int isalpha(int ch) 若ch是字母('A'-'Z','a'-'z')返回非0值,否则返回0 int isalnum(int ch) 若ch是字母('A'-'Z','a'-'z')或数字('0'-'9'),返回非0值,否则返回0 int isascii(int ch) 若ch是字符(ASCII码中的0-127)返回非0值,否则返回0 int iscntrl(int ch) 若ch是作废字符(0x7F)或普通控制字符(0x00-0x1F) 返回非0值,否则返回0 int isdigit(int ch) 若ch是数字('0'-'9')返回非0值,否则返回0 int isgraph(int ch) 若ch是可打印字符(不含空格)(0x21-0x7E)返回非0值,否则返回0 int islower(int ch) 若ch是小写字母('a'-'z')返回非0值,否则返回0 int isprint(int ch) 若ch是可打印字符(含空格)(0x20-0x7E)返回非0值,否则返回0 int ispunct(int ch) 若ch是标点字符(0x00-0x1F)返回非0值,否则返回0 int isspace(int ch) 若ch是空格(' '),水平制表符('\t'),回车符('\r'), 走纸换行('\f'),垂直制表符('\v'),换行符('\n') 返回非0值,否则返回0 int isupper(int ch) 若ch是大写字母('A'-'Z')返回非0值,否则返回0 int isxdigit(int ch) 若ch是16进制数('0'-'9','A'-'F','a'-'f')返回非0值, 否则返回0 int tolower(int ch) 若ch是大写字母('A'-'Z')返回相应的小写字母('a'-'z') int toupper(int ch) 若ch是小写字母('a'-'z')返回相应的大写字母('A'-'Z') 2.数学函数,所在函数库为math.h、stdlib.h、string.h、float.h int abs(int i) 返回整型参数i的绝对值 double cabs(struct complex znum) 返回复数znum的绝对值 double fabs(double x) 返回双精度参数x的绝对值 long labs(long n) 返回长整型参数n的绝对值 double exp(double x) 返回指数函数ex的值 double frexp(double value,int *eptr) 返回value=x*2n中x的值,n存贮在eptr中double ldexp(double value,int exp); 返回value*2exp的值 double log(double x) 返回logex的值 double log10(double x) 返回log10x的值 double pow(double x,double y) 返回xy的值 double pow10(int p) 返回10p的值 double sqrt(double x) 返回+√x的值 double acos(double x) 返回x的反余弦cos-1(x)值,x为弧度 double asin(double x) 返回x的反正弦sin-1(x)值,x为弧度 double atan(double x) 返回x的反正切tan-1(x)值,x为弧度 double atan2(double y,double x) 返回y/x的反正切tan-1(x)值,y的x为弧度double cos(double x) 返回x的余弦cos(x)值,x为弧度 double sin(double x) 返回x的正弦sin(x)值,x为弧度 double tan(double x) 返回x的正切tan(x)值,x为弧度 double cosh(double x) 返回x的双曲余弦cosh(x)值,x为弧度 double sinh(double x) 返回x的双曲正弦sinh(x)值,x为弧度 一、概述 I2C只有两条线，一条串行数据线：SDA,一条是时钟线SCL.正因为这样，它方便了工程人员的布线. 二、用户态实现设备驱动 在Linux内核代码文件i2c-dev.c中实现了I2C适配器设备文件的功能，针对每个适配器生成一个主设备号为89的设备节点（次设备号为0-255），I2c-dev.c并没有针对特定的设备而设计，只是提供了通用的read(),write(),和ioctl()等文件操作接口，在用户空间的应用层就可以借用这些接口访问挂接在适配器上的I2C设备的存储空间或寄存器，并控制I2C设备的工作方式。 i2c适配器的设备节点是/dev/i2c-x，其中x是数字。由于适配器编号是动态分配的（和注册次序有关），所以想了解哪一个适配器对应什么编号，可以查看/sys/class/i2c-dev/目录下的文件内容。 三、用户态调用 3.1、i2c-dev 用户空间操作i2c,需要包含以下头文件。 打开适配器对应的设备节点 i2c-dev为打开的线程建立一个i2c_client，但是这个i2c_client并不加到i2c_adapter的client链表当中。他是一个虚拟的临时client,当用户打开设备节点时，它自动产生，当用户关闭设备节点时，它自动被释放。 3.2、ioctl() 查看include/linux/i2c-dev.h文件，可以看到i2c支持的IOCTL命令1.#define I2C_RETRIES0x0701 /*设置收不到ACK时的重试次数*/ 2.#define I2C_TIMEOUT0x0702/*设置超 时时限的jiffies*/ 3.#define I2C_SLAVE0x0703/ *设置从机地址*/ 4.#define I2C_SLAVE_FORCE0x0706/*强制设置从机地 址*/ 5.#define I2C_TENBIT0x0704/* 选择地址位长:=0for7bit,!=0for10bit*/ 6.#define I2C_FUNCS0x0705/* 获取适配器支持的功能*/ 7.#define I2C_RDWR0x0707 /*Combin ed R/W transfer(one STOP only)*/ 8.#define I2C_PEC0 x0708/* !=0to use PEC with SMBus*/ 9.#define I2C_SMBUS0x0720 /*SMBus transfer*/ I2C接口的输入与输出驱动的PCF8574- pcf8574采用I2C接口，有8个准双向口，可以和外部电路连接，来实现输入输出功能，可以用来对口线进行扩展 有几点需要注意 1.某位作为输入的时候，必须首先置为高电平 2.地址是0100 A2 A1 A0 R/W 3.最多可以扩展8片 4.低电流损耗，静态电流10uA,驱动电流比较大，而且有索存功能，能够驱动LED 发光管 5.带有外部中断输出，低电平有效 我作了一个电路，其中P7-P4作为输入检测开关状态，P3-P0作为输出来驱动LED 灯 程序如下 #include "reg51.h" #define SETBIT(VAR,Place) (VAR|=(1< unsigned char IC_Re_Time; unsigned char IC_Err_Flag; void Timer0_Init(void) { TMOD=0x00;//timer0工作定时器方式0，13位技术 TH0=0x1e;//5ms TL0=0x0c;//5ms TR0=1;//启动时钟0 ET0=1;//允许时钟0进行中断 EA=1;//开放所有中断 } void Delay(void) { unsigned char i; for(i=0;i<=10;i++) { ; } } unsigned char VALBIT(unsigned int Val,unsigned char Bit) { unsigned int Buf; Buf=0x0001; if(Bit) Buf<<=Bit; 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。用于内存和中断等系统资源的释放和注销。 3）总线驱动i2c-davinci.c中，定义了i2c_davinci_xfer函数。该函数是I2C总线通信传输函数。并且I2C适配器对应的i2c_algorithm结构体实例为i2c_davinci_algo，其中的master_xfer函数指针指向i2c_davinci_xfer函数。 4）当设备被打开，并且用户开始读操作时，会调用设备驱动lm75.c中show_temp()函数，该函数会调用i2c-core.c中的i2c_smbus_xfer()函数，i2c_smbus_xfer()函数会检查适配器对应的i2c_algorithm结构体中是否注册了smbus_xfer函数（目前i2c_davinci_algo中未注册smbus_xfer函数），程序会调用i2c_smbus_xfer_emulated()函数，最终，还是会调用标准的I2C总线通信函数master_xfer()，由于master_xfer 已经指向i2c_davinci_xfer函数，所以会调用总线驱动i2c-davinci.c中的i2c_davinci_xfer函数来读取信息。 三、接口函数 1）应用层接口： Int lm75a_temp_read(float *temp) 读取lm75a 温度 2）内核中：lm75.c文件 static ssize_t show_temp(struct device *dev, struct device_attribute *da,char *buf) I2C总线原理 ?什么是I2C总线？ I2C即Inter IC，由Philips公司开发，是当今电子设计中应用非常广泛的串行总线之一，主要用于电压、温度监控，EEPROM数据的读写，光模块的管理等。 I2C总线只有两根线，SCL和SDA，SCL即Serial Clock，串行参考时钟，SDA即Serial Data，串行数据。 ?I2C总线的速率能达到多少？ 标准模式下：100Kbps 快速模式下：400Kbps 高速模式下：3.4Mbps I2C总线结构如下图所示： 如上图所示，I2C是OC或OD输出结构，使用时必须在芯片外部进行上拉，上拉电阻R的取值根据I2C总线上所挂器件数量及I2C总线的速率有关，一般是标准模式下R选择10kohm，快速模式下R选取1kohm，I2C总线上挂的I2C器件越多，就要求I2C的驱动能力越强，R的取值就要越小，实际设计中，一般是先选取4.7kohm上拉 电阻，然后在调试的时候根据实测的I2C波形再调整R的值。 ?I2C总线上最多能挂多少个I2C器件？ I2C总线上允许挂接I2C器件的数量由两个条件决定： 1).I2C从设备的地址位数。I2C标准中有7位地址和10位地址两种。如果是7位地址，允许挂接的I2C器件数量为：27＝128，如果是10位地址，允许挂接的I2C 器件数量为：210＝1024，一般I2C总线上挂接的I2C器件不会太多，所以现在几乎所有的I2C器件都使用7位地址。 2).挂在I2C总线上所有I2C器件的管脚寄生电容之和。I2C总线规范要求，I2C 总线容性负载最大不能超过470pF。 ?I2C总线是如何工作的？ 1).I2C总线传输的特点。 I2C总线按字节传输，即每次传输8bits二进制数据，传输完毕后等待接收端的应答信号ACK，收到应答信号后再传输下一字节。等不到ACK信号后，传输终止。空闲情况下，SCL和SDA都处于高电平状态。 2).如何判断一次传输的开始？ 如上图所示，I2C总线传输开始的标志是：SCL信号处于高电平期间，SDA信号出现一个由高电平向低电平的跳变。 3).如何判断一次传输的结束？ 如上图所示，I2C总线传输结束的标志是：SCL信号处于高电平期间，SDA信号出现一个由低电平向高电平的跳变。跟开始标识正好相反。 4).什么样的I2C数据才是有效的。 #define _24cXX_H /* Includes ----------------------------------------------------------------*/ #include "stm32f10x.h" #include "value.h" //#include "stdbool.h" /* Define ------------------------------------------------------------------*/ /* EEPROM Addresses defines */ //注:32 64 的字地址是16位2个字节如果使用32或64请简单修改驱动即可 #define WC24cXX 0x00 // 器件地址写#define RC24cXX 0x01 // 器件地址读 #define USE_24C08 //使用24C08 #ifdef USE_24C02 #define MAXSIZE24cXX 256 // 总容量Bytes //级联时请修改本参数和硬件驱动 #define BLOCK_SIZE 256 // 块容量Bytes #define I2C_PAGESIZE 8 // 8个字节每页 #endif #ifdef USE_24C04 #define MAXSIZE24cXX 512 // 总容量Bytes //级联时请修改本参数和硬件驱动 #define BLOCK_SIZE 256 // 块容量Bytes #define I2C_PAGESIZE 16 // 16个字节每页 #endif #ifdef USE_24C08 #define MAXSIZE24cXX 1024 // 总容量Bytes //级联时请修改本参数和硬件驱动 #define BLOCK_SIZE 256 // 块容量Bytes #define I2C_PAGESIZE 16 // 16个字节每页 /* user define */ #define YBCV_ADDR_0 0x0000 //定义仪表控制数据结构体的EEPROM存储地址0 #define YBCV_ADDR_1 0x0200 //定义仪表控制数据结构体的EEPROM存储地址1 #define EEPROM_VERIFY YB_CTRL_V ALE_SIZE //EEPROM仪表通道修正参数存储地址 #endif #ifdef USE_24C16 #define MAXSIZE24cXX 2048 // 总容量Bytes #define I2C_PAGESIZE 16 // 16个字节每页 #endif 字符处理函数 本类别函数用于对单个字符进行处理，包括字符的类别测试和字符的大小写转换 头文件ctype.h 函数列表<> 函数类别函数用途详细说明 字符测试是否字母和数字isalnum 是否字母isalpha 是否控制字符iscntrl 是否数字isdigit 是否可显示字符（除空格外）isgraph 是否可显示字符（包括空格）isprint 是否既不是空格，又不是字母和数字的可显示字符ispunct 是否空格isspace 是否大写字母isupper 是否16进制数字（0－9，A-F）字符isxdigit 字符大小写转换函数转换为大写字母toupper 转换为小写字母tolower 地区化 本类别的函数用于处理不同国家的语言差异。 头文件local.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 地区控制地区设置setlocale 数字格式约定查询国家的货币、日期、时间等的格式转换localeconv 数学函数 本分类给出了各种数学计算函数，必须提醒的是ANSI C标准中的数据格式并不符合IEEE754标准，一些C语言编译器却遵循IEEE754(例如frinklin C51) 头文件math.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 错误条件处理定义域错误（函数的输入参数值不在规定的范围内） 值域错误（函数的返回值不在规定的范围内） 三角函数反余弦acos 反正弦asin 反正切atan 反正切2 atan2 余弦cos 正弦sin 正切tan 双曲函数双曲余弦cosh 双曲正弦sinh 双曲正切tanh 指数和对数指数函数exp 指数分解函数frexp 乘积指数函数fdexp 自然对数log 以10为底的对数log10 浮点数分解函数modf 幂函数幂函数pow 平方根函数sqrt 整数截断，绝对值和求余数函数求下限接近整数ceil 绝对值fabs 求上限接近整数floor 求余数fmod 本分类函数用于实现在不同底函数之间直接跳转代码。头文件setjmp.h io.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 保存调用环境setjmp 恢复调用环境longjmp 信号处理 该分类函数用于处理那些在程序执行过程中发生例外的情况。 头文件signal.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 指定信号处理函数signal 发送信号raise 可变参数处理 本类函数用于实现诸如printf,scanf等参数数量可变底函数。 51单片机I2C总线驱动程序 SI2I2C 总线是PHLIPS 公司推出的一种串行总线，是具备多主机系统所需 的包括总线裁决和高低速器件同步功能的高性能串行总线。I2C 总线只有两根 双向信号线。一根是数据线SDA，另一根是时钟线SCL。 一.I2C 系统结构每个接到I2C 总线上的器件都有唯一的地址。主机与其它器 件间的数据传送可以是由主机发送数据到其它器件，这时主机即为发送器。由 总线上接收数据的器件则为接收器。 二.数据位的有效性规定I2C 总线进行数据传送时，时钟信号为高电平期间， 数据线上的数据必须保持稳定，只有在时钟线上的信号为低电平期间，数据线 上的高电平或低电平状态才允许变化。 三.字节传送与应答每一个字节必须保证是8 位长度。数据传送时，先传送最 高位（MSB），每一个被传送的字节后面都必须跟随一位应答位（即一帧共有 9 位）。 四.驱动程序#define uchar unsigned char#define uint unsigned int#define somenop() _nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_(),_nop_()sbit SCL=P2;sb it SDA=P2;123451.起始信号和终止信号 SCL 线为高电平期间，SDA 线由高电平向低电平的变化表示起始信号；SCL 线为高电平期间，SDA 线由低电平向高电平的变化表示终止信号。 起始和终止信号都是由主机发出的，在起始信号产生后，总线就处于被占用 的状态；在终止信号产生后，总线就处于空闲状态 void I2C_Start() //起始{SCL=1;somenop();SDA=1;somenop(); SDA=0;somenop();SCL=0;somenop();}void I2C_Stop() //终止{ SDA=0;somenop();SCL=1;somenop();SDA=1;somenop();}12345678910111213141 Linux下I2C驱动架构全面分析 I2C概述 I2C是philips提岀的外设总线. I2C只有两条线，一条串行数据线：SDA, —条是时钟线SCL，使用SCL , SDA这两根信号线就实现了设备之间的数据交互，它方便了工程师的布线。 因此，I2C总线被非常广泛地应用在EEPROM，实时钟，小型LCD等设备与CPU的接口中。 linux下的驱动思路 在linux系统下编写I2C驱动，目前主要有两种方法，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下I2C驱动体系结构来完成。下面比较下这两种方法： 第一种方法： 优点：思路比较直接，不需要花很多时间去了解linux中复杂的I2C子系统的操作方法。 缺点： 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（I2C控制器）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，最重要的是写岀的程序可以移植性差。 对内核的资源无法直接使用，因为内核提供的所有I2C设备器以及设备驱动都是基于I2C 子系统的格式。 第一种方法的优点就是第二种方法的缺点， 第一种方法的缺点就是第二种方法的优点。 I2C架构概述 Linux的I2C体系结构分为3个组成部分： I2C核心：I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册，注销方法，I2C通信方法 （” algorithm 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。 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，适配器可由CPU控制，甚至可以直接集成在CPU内部。 I2C设备驱动：I2C设备驱动（也称为客户驱动）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。 库函数并不是C语言的一部分，它是由编译系统根据一般用户的需要编制并 提供给用户使用的一组程序。每一种C编译系统都提供了一批库函数，不同的 编译系统所提供的库函数的数目和函数名以及函数功能是不完全相同的。ANSI C标准提出了一批建议提供的标准库函数。它包括了目前多数C编译系统所提供 的库函数，但也有一些是某些C编译系统未曾实现的。考虑到通用性，本附录 列出ANSI C建议的常用库函数。 由于C库函数的种类和数目很多，例如还有屏幕和图形函数、时间日期函数、 与系统有关的函数等，每一类函数又包括各种功能的函数，限于篇幅，本附录不 能全部介绍，只从教学需要的角度列出最基本的。读者在编写C程序时可根据 需要，查阅有关系统的函数使用手册。 1．数学函数 使用数学函数时，应该在源文件中使用预编译命令： #include 学习笔记1: Linux设备驱动程序之I2C 基础架构篇 I2C (Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C 总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C 总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。 I2C 总线概述 I2C 总线是由数据线SDA 和时钟SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据，每个器件都有一个惟一的地址识别。I2C 规程运用主/从双向通讯。器件发送数据到总线上，则定义为发送器，器件接收数据则定义为接收器。主器件和从器件都可以工作于接收和发送状态。总线必须由主器件（通常为微控制器）控制，主器件产生串行时钟（SCL）控制总线的传输方向，并产生起始和停止条件。SDA线上的数据状态仅在SCL 为低电平的期间才能改变，SCL 为高电平的期间，SDA状态的改变被用来表示起始和停止条件。 另外,I2C是一种多主机控制总线.它和USB总线不同,USB是基于master-slave机制,任何设备的通信必须由主机发起才可以.而 I2C 是基于multi master机制.一同总线上可允许多个master. I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。 开始信号：SCL 为高电平时，SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。 结束信号：SCL 为低电平时，SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。 应答信号：接收数据的IC 在接收到8bit 数据后，向发送数据的IC 发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU 接收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。 Linux 的I2C 驱动架构 Linux 中I2C 总线的驱动分为两个部分，总线驱动（BUS）和设备驱动（DEVICE）。其中总线驱动的职责，是为系统中每个I2C 总线增加相应的读写方法。但是总线驱动本身并不会进行任何的通讯，它只是存在那里，等待设备驱动调用其函数，参见图1。 设备驱动则是与挂在I2C 总线上的具体的设备通讯的驱动。通过I2C 总线驱动提供的函数，设备驱动可以忽略不同总线控制器的差异，不考虑其实现细节地与硬件设备通讯。 在我们的Linux 驱动的i2c 文件夹下有algos，busses，chips 三个文件夹，另外还有i2c-core.c 和i2c- dev.c 两个文件。其中i2c-core.c 文件实现了I2C core 框架，是Linux 内核用来维护和管理的I2C 的核心部分，其中维护了两个静态的List，分别记录系统中的I2C driver 结构和I2C adapter 结构。I2C core 提供接口函数，允许一个I2C adatper，I2C driver 和I2C client 初始化时在I2C core 中进行注册，以及退出时进行注销。同时还提供了I2C 总线读写访问的一般接口，主要应用在I2C 设备驱动中。Busses 文件夹下的i2c-mpc.c 文件实现了PowerPC 下I2C 总线适配器驱动，定义描述了具体的I2C 总线适配器的i2c_adapter 数据结构，实现比较底层的对I2C 总线访问的具体方法。I2C adapter 构造一个对I2C core 层接口的数据结构，并通过接口函数向I2C core 注册一个控制器。I2C adapter 主要实现对I2C 总线访问的算法，iic_xfer() 函数就是I2C adapter 底层对I2C 总线读写方法的实现。同时I2C adpter 中还实现了对I2C 控制器中断的处理函数。 i2c-dev.c 文件中实现了I2C driver，提供了一个通用的I2C 设备的驱动程序，实现了字符类型设备的访问接口，实现了对用户应用层的接口，提供用户程序访问I2C 设备，包括实现open，release，read，write 以及最重要的ioctl 等标准文件操作的接口函数。我们可以通过open 函数打开I2C 的设备文件，通过ioctl 函数设定要访问从设备的地址，然后就可以通过read 和write 函数完成对I2C 设备的读写操作。为了更方便和有效地使用I2C 设备，我们可以为一个具体的I2C 设备开发特定的I2C 设备驱动程序，在驱动中完成对特定的数据格式的解释以及实现一些专用的功能。 linux i2c驱动 1. i2c-dev interface I2C dev-interface 通常，i2c设备由某个内核驱动控制。但是在用户空间,也可以访问某个I2C设备：你需要 加载i2c-dev模块。 每个被注册的i2c适配器（控制器）会获得一个数字号，从0开始。你可以检查/sys/class/i2c-dev，来查看适配器对应哪个数字号。你也可以通过命令 "i2cdetect -l"获 取你的当前系统的所有I2c适配器的列表。i2cdetct是i2c-tool包中的一个工具。 i2c设备文件是字符设备，主设备号是89，次设备号的分配如上所述。设备文件名通常被 规定为"i2c-%d"(i2c-0, i2c-1, ...,i2c-10, ...)i2c设备文件是字符设备， 主设备号是 89，次设备号的分配如上所述。设备文件名通常被规定为"i2c-%d"(i2c-0, i2c-1, ...,i2c-10, ...).所有256个次设备号都保留给i2c使用。 C example ========= 假定你要在你的C应用程序中访问i2c适配器。第一件事情就是包含头文件 "#include Linux I2C 总线浅析 ㈠ Overview 内核空间层次！ i2c adapter 是一个struct, 用来抽象一个物理i2c bus ,而且还和linux 设备驱动架构柔和在一起.. 如果只说硬件的话，就是在CPU内部集成的一个I2C控制器(提供给用户的就是那几个register)，硬件上并没的所谓的adapter，client这些东东，，adapter和client都是linux 驱动软件抽象出来的东西 资料帖子： i2c_algorithm { /* If an adapter algorithm can't do I2C-level access, set master_xfer to NULL. If an adapter algorithm can do SMBus access, set smbus_xfer. If set to NULL, the SMBus protocol is simulated using common I2C messages */ /* master_xfer should return the number of messages successfully processed, or a negative value on error */ i nt (*master_xfer)(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num); i nt (*smbus_xfer) (struct i2c_adapter *adap, u16 addr, unsigned short flags, char read_write, u8 command, int size, union i2c_smbus_data *data); /* To determine what the adapter supports */ u32 (*functionality) (struct i2c_adapter *); }; /* * i2c_adapter is the structure used to identify a physical i2c bus along * with the access algorithms necessary to access it. */ struct i2c_adapter { s truct module *owner; u nsigned int id; u nsigned int class; /* classes to allow probing for */ c onst struct i2c_algorithm *algo; /* the algorithm to access the bus */ v oid *algo_data; /* data fields that are valid for all devices */ u8 level; /* nesting level for lockdep */ s truct mutex bus_lock; i nt timeout; /* in jiffies */ i nt retries; s truct device dev; /* the adapter device */ i nt nr; c har name[48]; s truct completion dev_released; }; Linux的I2C体系结构分为3个组成部分： 1·I2C核心： I2C核心提供了I2C总线驱动和设备驱动的注册、注销方法，I2C通信方法(即“algorithm”)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。这部分是与平台无关的。 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。I2C总线驱动主要包含了I2C适配 头文件ctype.h 函数列表<> 函数类别函数用途详细说明 字符测试是否字母和数字isalnum 是否字母isalpha 是否控制字符iscntrl 是否数字isdigit 是否可显示字符（除空格外）isgraph 是否可显示字符（包括空格）isprint 是否既不是空格，又不是字母和数字的可显示字符ispunct 是否空格isspace 是否大写字母isupper 是否16进制数字（0－9，A-F）字符isxdigit 字符大小写转换函数转换为大写字母toupper 转换为小写字母tolower 地区化 本类别的函数用于处理不同国家的语言差异。 头文件local.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 地区控制地区设置setlocale 数字格式约定查询国家的货币、日期、时间等的格式转换localeconv 数学函数 本分类给出了各种数学计算函数，必须提醒的是ANSI C标准中的数据格式并不符合IEEE754标准，一些C语言编译器却遵循IEEE754(例如frinklin C51) 头文件math.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 错误条件处理定义域错误（函数的输入参数值不在规定的范围内） 值域错误（函数的返回值不在规定的范围内） 三角函数反余弦acos 反正弦asin 反正切atan 反正切2 atan2 余弦cos 正弦sin 正切tan 双曲函数双曲余弦cosh 双曲正弦sinh 双曲正切tanh 指数和对数指数函数exp 指数分解函数frexp 乘积指数函数fdexp 自然对数log 以10为底的对数log10 浮点数分解函数modf 幂函数幂函数pow 平方根函数sqrt 整数截断，绝对值和求余数函数求下限接近整数ceil 绝对值fabs 求上限接近整数floor 求余数fmod 本分类函数用于实现在不同底函数之间直接跳转代码。头文件setjmp.h io.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 保存调用环境setjmp 恢复调用环境longjmp 信号处理 该分类函数用于处理那些在程序执行过程中发生例外的情况。 头文件signal.h 函数列表 函数类别函数用途详细说明 指定信号处理函数signal 发送信号raise 可变参数处理 本类函数用于实现诸如printf,scanf等参数数量可变底函数。 头文件stdarg.h 函数列表 C语言中最常用标准库函数- candyliuxj - CSDN博客 C语言中最常用标准库函数收藏 标准头文件包括： <asset.h> <ctype.h> <errno.h> <float.h> <limits.h> <locale.h> <math.h> <setjmp.h> <signal.h> <stdarg.h> <stddef.h> <stdlib.h> <stdio.h> <string.h> <time.h> 一、标准定义（<stddef.h>） 文件<stddef.h>里包含了标准库的一些常用定义，无论我们包含哪个标准头文件，<stddef.h>都会被自动包含进来。 这个文件里定义： l 类型size_t （sizeof运算符的结果类型，是某个无符号整型）； l 类型ptrdiff_t（两个指针相减运算的结果类型，是某个有符号整型）； l 类型wchar_t （宽字符类型，是一个整型，其中足以存放本系统所支持的所有本地环境中的 字符集的所有编码值。这里还保证空字符的编码值为0）； l 符号常量NULL （空指针值）； l 宏offsetor （这是一个带参数的宏，第一个参数应是一个结构类型，第二个参数应是结构 成员名。offsetor(s,m)求出成员m在结构类型t的变量里的偏移量）。 注：其中有些定义也出现在其他头文件里（如NULL）。 二、错误信息（<errno.h>） <errno.h>定义了一个int类型的表达式errno，可以看作一个变量，其初始值为0，一些标准库函数执行中出错时将它设为非0值，但任何标准库函数都设置它为0。 <errno.h>里还定义了两个宏EDOM和ERANGE，都是非0的整数值。数学函数执行中遇到参数错误，就会将errno 置为EDOM，如出现值域错误就会将errno置为ERANGE。 三、输入输出函数（<stdio.h>） 文件打开和关闭： FILE *fopen(const char *filename, const char *mode); int fclose(FILE * stream);Linux下I2C驱动介绍
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