linux内核GPIO模拟I2C实例

linux内核GPIO模拟I2C实例

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2010-10-11 作者：cvip302814来源：cvip302814的blog

前言： 在许多情况下，我们并没有足够的I2C总线，本文主在介绍如何利用Linux内核中的i2c-gpio模块，利用2条GPIO线模拟i2c总线，并挂载设备。 思路： 先通过对i2c-gpio所定义的结构体初始化(包括初始化i2c的2条线，频率，timeout等)并将i2c-gpio模块编译进内核，实现用GPIO_X,GPIO_Y 2条GPIO线注册新的i2c总线。此时这个模块对i2c设备是透明的，及挂在这2条GPIO线的i2c设备可以直接使用Linux内核通用的i2c设备注册，传输和注销等方法。 步骤： 首先确认在注册i2c-gpio模块前，所要用到的2条GPIO口是没有被系统其它地方所调用的。 在每个系统平台启动时，都会打开一系列的设备，他们通常实现在arch/目录下相应的平台子目录中的例如setup.c，devices.c文件中，在这里我们进行i2c总线的注册以及设备的挂载。i2c-gpio定义的结构在include/linux/i2c-gpio.h中： /**  * struct i2c_gpio_platform_data - Platform-dependent data for i2c-gpio  * @sda_pin: GPIO pin ID to use for SDA  * @scl_pin: GPIO pin ID to use for SCL  * @udelay: signal toggle delay. SCL frequency is (500 / udelay) kHz  * @timeout: clock stretching timeout in jiffies. If the slave keeps  * SCL low for longer than this, the transfer will time out.  * @sda_is_open_drain: SDA is configured as open drain, i.e. the pin  * isn't actively driven high when setting the output value high.  * gpio_get_value() must return the actual pin state even if the  * pin is configured as an output.  * @scl_is_open_drain: SCL is set up as open drain. Same requirements  * as for sda_is_open_drain apply.  * @scl_is_output_only: SCL output drivers cannot be turned off.  */ struct i2c_gpio_platform_data { unsigned int sda_pin; unsigned int scl_pin; int udelay; int timeout; unsigned int sda_is_open_drain:1; unsigned int scl_is_open_drain:1; unsigned int scl_is_output_only:1; }; 其中sda_pin和scl_pin分别是i2c总线的数据线和时钟线，在i2c-gpio中会通过gpio_request函数对这2个口进行申请，udelay和timeout如果不设初值，i2c-gpio中会自动将其设为默认值。 if (pdata->udelay) bit_data->udelay = pdata->udelay; else if (pdata->scl_is_output_only) bit_data->udelay = 50; /* 10 kHz */ else bit_data->udelay = 5; /* 100 kHz */ if (pdata->timeout) bit_data->timeout = pdata->timeout; else bit_data->timeout = HZ / 10; /* 100 ms */ 初始化这个结构体后再将其装入platform_device结构体，方便注册： static struct platform_device i2c_device = { .name = "device-name", .id = your-id, .dev = { .platform_data = &i2c_data,       // i2c_gpio_platform_data }, }; 注册i2c-gpio设备 将i2c设备挂入我们注册的总线： platform_device_register(&i2c_device);   static struct i2c_board_info i2c_device[] = { { I2C_BOARD_INFO("name", i2c_device_addr), } }; i2c_register_board_info(your-id, i2c_device, ARRAY_SIZE(i2c_device)); 此时我们就可以在i2c设备的驱动程序中通过遍历所在i2c总线，得到其所在的地址i2c_device_addr。 在i2c驱动中，需要注册一个i2c_driver的结构体，例如： static const struct i2c_device_id lis35de_id[] = { { "lis35de", 0 }, { } }; static struct i2c_driver st_lis35de_driver = { .probe = st_lis35de_probe, .remove = st_lis35de_remove, .suspend = st_lis35de_suspend, .resume = st_lis35de_resume, .id_table  = lis35de_id, .driver = { .name = "lis35de", }, }; static int __init st_lis35de_init(void) { printk(KERN_INFO "st_lis35de_init\n"); return i2c_add_driver(&st_lis35de_driver); } 在init时用i2c_add_driver(&st_lis35de_driver)，此时将会对所在i2c总线进行遍历并得到该设备的适配器等信息，主要目的即是使驱动得到自己的i2c_client，在这个i2c_client中，已经有了该i2c设备的地址等信息，我们在驱动中定义一个新的i2c_client全局变量，把得到的这个i2c_client传给这个全局变量，从而可以继续后面的i2c操作。 此时我们就可以使用通用的i2c读写操作了。 总结： 直接用GPIO口模拟I2C时序和利用内核模块i2c-gpio虚拟i2c总线的区别： 1．用GPIO口模拟I2C时序不需要在系统启动时注册I2C总线，只需要在I2C设备驱动中单独实现。用i2c-gpio模块虚拟i2c总线需要在系统启动时注册新的I2C总线，并将i2c设备挂载到新的i2c总线，涉及的范围较广。 2．用GPIO口模拟I2C时序，代码操作较繁琐，且不方便挂载多个i2c设备。用i2c-gpio模块可以完全模拟i2c总线，可以挂载多个设备。 3．在i2c读写操作时，用GPIO口模拟I2C时序需要每次根据读/写操作发送器件地址<<1+1/0，然后再发送寄存器地址。用i2c-gpio模块相当于直接在i2c总线上操作，在系统启动挂载i2c设备时已经告诉了i2c总线它的地址，在该设备自己的驱动中，只需要通过i2c_add_driver操作即可以得到其地址等诸多信息，读写操作只需要发送寄存器地址即可。 附：i2c一般的读写操作 #include  /* 读操作： */ static int i2c_RxData(char *rxData, int length) { struct i2c_msg msgs[] = {          /* 把1个字节的i2c设备寄存器地址告诉总线 */ {  .addr = client->addr,  .flags = 0,                     //写操作  .len = 1,  .buf = rxData,  },           /* 从总线读取length个字节的数据，存入rxData */ {  .addr =client ->addr,  .flags = I2C_M_RD,             //I2C_M_RD在i2c.h中被定义为1，读操作  .len = length,  .buf = rxData,  }, }; if (i2c_transfer(client->adapter, msgs, 2) < 0) {   /* 传输并判断是否传输错误 */ printk(KERN_ERR "I2C_RxData: transfer error\n"); return -EIO; } else return 0; } /* 写操作 */ static int i2c_TxData(char *txData, int length) { struct i2c_msg msg[] = {      /* 第1个字节是器件寄存器地址，后面的字节是写入的数据 */ {  .addr = client->addr,  .flags = 0,  .len = length,  .buf = txData,  }, }; if (i2c_transfer(client->adapter, msg, 1) < 0) { printk(KERN_ERR "I2C_TxData: transfer error\n"); return -EIO; } else return 0; }

 

 例子1

1，kernel\arch \arm\mach-pxa\board-test.c 增加

/* i2c */
static struct i2c_gpio_platform_data i2c_bus_data = {
 .sda_pin = VIPER_RTC_I2C_SDA_GPIO,
 .scl_pin = VIPER_RTC_I2C_SCL_GPIO,
 .udelay  = 10,
 .timeout = 100,
};

 

static struct platform_device i2c_bus_device = {
 .name  = "i2c-gpio",
 .id  = 1, /* pxa2xx-i2c is bus 0, so start at 1 */
 .dev = {
  .platform_data = &i2c_bus_data,
 }
};

 

static struct i2c_board_info __initdata viper_i2c_devices[] = {
 {
  I2C_BOARD_INFO("ds1338", 0x68),
 },
};

 

第一个结构体中sda_pin和 scl_pin是开发板上对应的gpio口（data线和clock线），udelay是与具体芯片时钟相关的参数，需要参考具 体的datasheet。下面的两个open_drain是表明两个管脚是否是开漏电路，如果是则填1，否则填0。下面一个机构 体中需要注意name应该填写i2c-gpio，另外id要注意设定为2，因为系统当中已经有两个I2C设备了。

 

 

添加上需要的头文 件：#include 。在头文件devices.h中添加上设备结构体的声 明，extern struct platform_device gpio_device_i2c;

然后将 gpio_device_i2c放在board-XXXX.c的数组devices中，形式请参考该数组中其他的设备。   

xiewen202

10-7-1

宋老师,各位朋友大家好:
     由于需要用两个gpio模拟i2c,现在我使用linux自带的i2c-gpio.c,我的注册信息如下:
     static struct i2c_gpio_platform_data i2c3_data = {
        .sda_pin = GPIO_F7,
        .scl_pin = GPIO_F8,
        .udelay = 0,
        .timeout = 0,
        .sda_is_open_drain = 1,
        .scl_is_open_drain = 1,
        .scl_is_output_only = 0,

};

static struct platform_device i2c3_device = {
        .name                = "i2c-gpio",
        .id                        = 2,
        .dev = {
                .platform_data        = &i2c3_data,
        },
};
static struct platform_device *platform_devs_pre[] __initdata = {
        &pnx_wavex_gpio_device,
               & i2c3_device,//注册
};
static struct i2c_board_info i2c_devices[] = {
        {
                I2C_BOARD_INFO("lis35de", 0x1C),
        },

};
int __init pnx67xx_devices_init(void)
{
        pr_debug("%s()\n", __func__);
        platform_add_devices(platform_devs_pre,
ARRAY_SIZE(platform_devs_post));
        i2c_register_board_info(1, i2c_devices, ARRAY_SIZE(i2c_devices));
        return 0;
}
在我的lis35de驱动中:
static const struct i2c_device_id lis35de_id[] = {
        { "lis35de", 0 },
        { }
};

static struct i2c_driver st_lis35de_driver = {
        .probe                = st_lis35de_probe,
        .remove                = st_lis35de_remove,
        .suspend        = st_lis35de_suspend,
        .resume                = st_lis35de_resume,
        .id_table         = lis35de_id,
        .driver                = {
                .name        = "lis35de",
        },
};

static int __devinit st_lis35de_init(void)
{
        printk(KERN_INFO "st_lis35de_init\n");
        return i2c_add_driver(&st_lis35de_driver);
}

static void __exit st_lis35de_exit(void)
{
        i2c_del_driver(&st_lis35de_driver);
}

module_init(st_lis35de_init);
module_exit(st_lis35de_exit);
,现在我在我的st_lis35de_probe中我该如何初始化i2c_client,然后使用i2c_transfer或
i2c_master_send发送数据啊。i2c_transfer或i2c_master_send有什么区别啊?请教宋老师

chris

10-7-1

"现在我在我的st_lis35de_probe中我该如何初始化i2c_client,然后使用i2c_transfer或
i2c_master_send发送数据啊。i2c_transfer或i2c_master_send有什么区别啊?请教宋老师"

这两个的程序在什么地方呀，你不写出来怎么分析呀！！！

 

i2c的协议看了吗？不是很难吧，

 

- 显示引用文字 -

send有什么区别啊?请教宋老师 > >--  >_______________________________________________ >Linux设备驱动开发邮件列表  [email protected] > http://groups.google.gr/group/linuxdriver?hl=zh-CN >退订请使用原订阅邮箱发邮件至： [email protected]

xiewen202

10-7-1

Re:Re:[linux-driver] 求助宋老师各位朋友:i2c-gpio使用

chris谢谢你的回复，使用i2c_transfer或i2c_master_send不需要关心i2c发送细节，我是使用i2c子系统，i2c_client是内核生成的数据结构，我不是太明白怎么初始化。

在 2010-07-01 20:04:48，chris < [email protected]> 写道：

- 显示引用文字 -

jimmy

10-7-2

Re: Re:Re:[linux-driver] 求助宋老师各位朋友:i2c-gpio使用

1. 你这是属于i2c的probe方式,在csdn 刘洪涛老师说的明白,在平台文件中声明i2c_board_info,再注册i2c_register_board_info(1 );

2. 初始化i2c_client,你可以自己为这个设备新建一个设备结构体,将struct i2c_client *client封装在里面,先进行一些必要有初始化,申请空间.用i2c_check_functionality 检测,最终调用

3. 使用 i2c_transfer来发送数据,int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs,
                        int num); 要知道该client绑定的adapter,在adapter中已经实现算法,从而发送数据, 你这个用i2c_register_board_info(1 );说明ID是1, 可以用i2c_get_adapter(1) 来获取adapter,从页实现发送

4. 总而言知,声明client,无疑是对一些变量初始化,检测设备地址, 申请空间,绑定client 调用i2c_set_client_data, 然后发送时注意client依付的adapter,

这是我的理解,有不对的,请大家指点

 

2010-07-02

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jiangmin7790594

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发件人： xiewen202

发送时间： 2010-07-01  21:43:51

收件人： linuxdriver

抄送：

主题： Re:Re:[linux-driver] 求助宋老师各位朋友:i2c-gpio使用

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xiewen202

10-7-2

Re:Re: Re:Re:[linux-driver] 求助宋老师各位朋友:i2c-gpio使用

jiangmin7790594谢谢,我是和你一样理解的,我去看了刘洪涛老师的csda.

我看了他的例子client是自己分配和初始化的,并且实现了:

attach_adapter= pca953x_attach_adapter, //调用适配器连接设备
.detach_client= pca953x_detach_client,//让设备脱离适配器

但是在i2c-gpio中我看原码好是内核分配的,attach_adapter和detach_client也用内核自带的。

 

其实我的驱动我已实现了但是这个client 还是不能理解.

 

在 2010-07-02 00:28:52，jiangmin7790594 < [email protected]> 写道：

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