I2C驱动分析与应用程序编写

I2C驱动分析：

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Mini2440之i2c驱动的应用程序祥解【希望对都是初学者的我们都有用】

 

图片：

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Mini2440之i2c驱动（1）

首先，要明白的是，mini2440-128M上面用的eeprom的型号为AT24C08B，下载手册可知这个eeprom的大小为1024*8（8k）,这是什么意思呢？先补充一下存储器相关方面的知识，存储器的容量是以存储一位二进制数（bit）为单位的，因此，存储器的容量即指每个存储器芯片所能存储的二进制数的位数，因此，在标定存储器容量时，同时标出存储器存储单元的数目和位数，即：
    存储器芯片容量=存储单元数*数据位数
用AT24C08B来具体解释就是，AT24C08B共有1024个存储单元，每个存储单元的大小事8位（bits），而我们知道8位为一个字节，所以mini2440开发板的eeprom的大小为1024个字节，即1K大小，那么括弧里面的8K是什么意思的，8K的意思是总共有8*1024个位，不要混淆了哦。所以mini2440用户手册上说eeprom的大小是256字节是错误的，256字节那是AT24C0A的大小。
下面来看下AT24C08B地址的确定：
看手册知：

从上面知，一条I2C总线上最多只能存在两个8K的eeprom，他们用A2这根线来区别。
而A0,A1对于AT24C08B是用不到的，要么不连，要么全接地，看下mini2440的原理图:

可以看到A2接到了地，而A0,A1选择了接到地，而不是不连。顺便提一句，wp接地表示可以正常读写，没有进行写保护，可以自己看手册，很容易的。那么总么确定AT24C08B的地址，接着看手册：



在看下写时序：

看见了，device address 的地址是不包含R/W的，看对应关系，呵呵，所以地址为1010000，即0x50，而eeprom里面的范围通过写时序图也可以看出只能是0x00000000---0xFFFFFFFF，这个从后面的程序测试中可以看出在这个范围以外的是没法读写的。

好，下面开始写驱动程序，这里可以参考下刘洪涛老师的实例解析linux内核I2C体系结构（1），本篇先利用I2C_DEV来实现，在内核层的i2c设备驱动程序等我弄出来再写哈。
这里利用ioctl（）方法，不用read（），write方法。因为AT24C08B的读时序中要有重复开始信号。从手册可以看出，如下图：

好了，利用i2c-dev.c操纵适配器，进而操作i2c设备的旅程开始了：
首先熟悉：struct i2c_rdwr_ioctl_data,struct i2c_msg结构体：



上面的解释很清楚，我就不解释了，接下来，开始写程序，在写程序之前，首先要保证内核包括对s3c2410适配器的支持，即你下到开发板上的zImage，不是用make zImage生成的嘛，那么在make zImage不是要make menuconfig吗，在这里面的devices driver support 中要将s3c2410适配器驱动选成*，编译进内核，可以看开发板有没有/dev/i2c/x这个目录，有就没问题了。

程序如下，附解释：
#include <stdio.h>
#include <linux/types.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ioctl.h>
#include <errno.h>
#include <assert.h>
#include <string.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/i2c-dev.h>

int main(int argc, char **argv)
{
    struct i2c_rdwr_ioctl_data e2prom_data;
    unsigned int fd;
    unsigned int slave_address, reg_address,value; //slave_address为eeprom的地址，reg_address为eeprom中存储单元的地址，范围0x0--0xFFFFFFFF,value为你要写进eeprom的值
    int ret;
    
    if (argc < 5){
        printf("Usage:\n%s /dev/i2c/x start_addr reg_addr value\n",argv[0]);
        return 0;
    }
    
    fd = open(argv[1], O_RDWR);
    //如果flag参数里有O_CREAT表示,该文件如果不存在,系统则会创建该文件,该文件的权限由第三个参数决定,此处为0755
//如果flah参数里没有O_CREAT参数,则第三个参数不起作用.此时,如果要打开的文件不存在,则会报错.
//所以fd=open(argv[1],O_RDWR),仅仅只是打开指定文件


    if (!fd){
        printf("Error on opening the device file\n");
        return 0;
    }

    sscanf(argv[2], "%x", &slave_address);
    sscanf(argv[3], "%x", ®_address);
    sscanf(argv[4], "%x", &value);
    
    e2prom_data .nmsgs = 2;//因为都时序要两次，所以设为2
    e2prom_data .msgs = (struct i2c_msg *)malloc(e2prom_data.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg));

void *malloc(int size); 
　　说明：malloc 向系统申请分配指定size个字节的内存空间。返回类型是 void* 类型。void* 表示未确定类型的指针。C,C++规定，void* 类型可以强制转换为任何其它类型的指针。

    if (!e2prom_data.msgs){
        printf("Memory alloc error\n");
        close(fd);
        return 0;
    }
    
    ioctl(fd, I2C_TIMEOUT, 2);//设置超时时间
    ioctl(fd, I2C_RETRIES, 1);//设置重发次数

    /* write data to e2prom*/
    e2prom_data.nmsgs = 1;  //写只有进行一次的起动总线、就是说只发送I2C消息的次数只有一次、相反读的话我们看时序可以发现我们进行了两次的起动总线、所以我们要发两次的I2C消息的次数。
    e2prom_data.msgs[0].len = 2;//信息长度为2，看写时序，eeprom的地址不算的，因为付给了addr，而len是指buf中的值的个数
BUF中值的个数要是写时序的话就是两个、包括写入的单元地址和要写入的信息  分别对应下面的BUF【0】和BUF【1】
    e2prom_data.msgs[0].addr = slave_address;
    e2prom_data.msgs[0].flags = 0;//写命令
    e2prom_data.msgs[0].buf = (unsigned char*)malloc(2);
    e2prom_data.msgs[0].buf[0] = reg_address;//信息值1 eeprom中存储单元的地址，即你要往哪写
    e2prom_data.msgs[0].buf[1] = value;//信息值2,即你要写什么
    
    ret = ioctl (fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data);//好了 ，写进去吧
    if (ret < 0){
        printf ("ioctl write error\n");
    }

    printf("you have write %02x into e2prom at %02x address\n",value,reg_address);
    
    sleep(1);
    /*read data from e2prom*/
    e2prom_data.nmsgs = 2;//读时序要两次过程，要发两次I2C消息
//写只有进行一次的起动总线、就是说只发送I2C消息的次数只有一次、相反读的话我们看时序可以发现我们进行了两次的起动总线、所以我们要发两次的I2C消息的次数。

    e2prom_data.msgs[0].len = 1;//信息长度为1，第一次只写要读的eeprom中存储单元的地址
    e2prom_data.msgs[0].addr = slave_address; //器件地址
    e2prom_data.msgs[0].flags = 0;//写命令，看读时序理解
    e2prom_data.msgs[0].buf[0] = reg_address;//要写入数据的单元地址
        
    e2prom_data.msgs[1].len = 1;
    e2prom_data.msgs[1].addr = slave_address;   //器件地址
    e2prom_data.msgs[1].flags = I2C_M_RD;//读命令
    e2prom_data.msgs[1].buf = (unsigned char*)malloc(1);
    e2prom_data.msgs[1].buf[0] = 0;//先清空要读的缓冲区
    ret = ioctl (fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&e2prom_data);//好了，读吧
    if (ret < 0){
        printf ("ioctl read error\n");
    }
    
    printf("read %02x from e2prom address %02x\n",e2prom_data.msgs[1].buf[0], reg_address);
    
    close(fd);
    return 0;    
}