Linux IIC驱动程序


//---------------IIC的linux驱动------------------
#include <linux/module.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/sched.h>
#include <asm/hardware.h>
#include <asm/semaphore.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/kernel.h>   /* printk() */
#include <linux/slab.h>   /* kmalloc() */
#include <linux/fs.h>       /* everything... */
#include <linux/errno.h>    /* error codes */
#include <linux/types.h>    /* size_t */
#include <linux/mm.h>
#include <linux/kdev_t.h>
#include <linux/cdev.h>
#include <linux/delay.h>
//#include <linux/device.h>
#include <asm/io.h>
#include <asm/uaccess.h>
#include <linux/errno.h>
#include <linux/kernel.h>
#include <linux/module.h>
#include <linux/slab.h>
#include <linux/input.h>
#include <linux/init.h>
#include <linux/serio.h>
#include <asm/irq.h>
//#include <asm/arch/regs-adc.h>

#include <asm/arch/map.h>
#include <asm/arch/regs-gpio.h>
#include <asm/arch/regs-irq.h>
#include <asm/arch/regs-clock.h>
//#include <asm/arch/regs-iic.h>


volatile int f_nGetACK;
#define UINT unsigned int

#define I2C_MAGIC 'k'  
#define I2C_set _IO(I2C_MAGIC,1)

#define I2C_MAJOR 259
#define DEVICE_NAME "s3c2410_I2C"

MODULE_LICENSE("GPL");
MODULE_AUTHOR("caogos");
MODULE_DESCRIPTION("s3c2410 I2C");

char data[128]="\0";


#define rGPECON  *(volatile unsigned int *)S3C2410_GPECON

#if 0
#define S3C2410_I2C(x) (S3C2410_IICREG(x))

#define S3C2410_IICCON       S3C2410_I2C(0x00)
#define S3C2410_IICSTAT       S3C2410_I2C(0x04)
#define S3C2410_IICADD       S3C2410_I2C(0x08)
#define S3C2410_IICDS       S3C2410_I2C(0x0c)

#define rIICCON  *(volatile unsigned int *)S3C2410_IICCON
#define rIICSTAT *(volatile unsigned int *)S3C2410_IICSTAT
#define rIICADD  *(volatile unsigned int *)S3C2410_IICADD
#define rIICDS   *(volatile unsigned int *)S3C2410_IICDS
#define rGPECON  *(volatile unsigned int *)S3C2410_GPECON
#else

#define rIICCON  *(volatile unsigned int *)i2c_base
#define rIICSTAT *(volatile unsigned int *)((unsigned int)i2c_base + 4)
#define rIICADD *(volatile unsigned int *)((unsigned int)i2c_base + 8)
#define rIICDS *(volatile unsigned int *)((unsigned int)i2c_base + 0xc)

static volatile void __iomem *i2c_base;
static struct resource        *area = NULL;
#endif

#define CLKCON 0x4c00000c
static volatile unsigned int *clkcon;
static int I2C_major = I2C_MAJOR;
static struct cdev I2C_cdev;

// IIC interrupt handler
static irqreturn_t  iic_int_24c04(int irq,void *dev_id,struct pt_regs *regs)
{
    //ClearPending(BIT_IIC);
    f_nGetACK = 1;
    return IRQ_HANDLED ;
}


// write data to 24C040    
void iic_write_24c040(UINT unSlaveAddr,UINT unAddr,UINT ucData)
{
    f_nGetACK = 0;

    // Send control byte
    rIICDS = unSlaveAddr;                // 0xa0  slave设备地址,由硬件的原理图决定
    rIICSTAT = 0xf0;                    // Master Tx,Start
    while(f_nGetACK == 0);// Wait ACK     //这个标志在邋錓IC中断处理函数中被修改            
    f_nGetACK = 0;
    
    //Send address
    rIICDS = unAddr;    //数据在slave设备的存放地址
    rIICCON = 0xaf;                    // Resumes IIC operation.
    while(f_nGetACK == 0);// Wait ACK
    f_nGetACK = 0;
    
    rIICDS = ucData;    // 向slave设备写的数据
    rIICCON = 0xaf;                    ?/ Resumes IIC operation.
    // printk("4444444\n");
    while(f_nGetACK == 0);// Wait ACK
    f_nGetACK = 0;

    // End send
    rIICSTAT = 0xd0;                    // Stop Master Tx condition
    rIICCON = 0xaf;                    // Resumes IIC operation.
    // Wait until stop condtion is in effect.
    mdelay(10);                // 这个延时时间查slave设备的资料,
    //如果是EEPROM的话,这个延时时间被slave设备用来写数据(将通过iic传送给slave设备的数据写到EEPROM中)
}


// read data from 24C040
void iic_read_24c040(UINT unSlaveAddr,UINT unAddr,unsigned char *pData)
{
    char cRecvByte;

    f_nGetACK = 0;

    //Send control byte
    rIICDS = unSlaveAddr;                // 0xa0
    rIICSTAT = 0xf0;                    // Master Tx,Start

    while(f_nGetACK == 0);// Wait ACK
    f_nGetACK = 0;

    // Send address
    rIICDS = unAddr;
    rIICCON = 0xaf;                       // Resumes IIC operation.

    //mdelay(100);
    while(f_nGetACK == 0);// Wait ACK
    f_nGetACK = 0;

    //Send control byte
    rIICDS = unSlaveAddr;                 // 0xa0
    rIICSTAT = 0xb0;                    // Master Rx,Start
    rIICCON = 0xaf;                    // Resumes IIC operation.   
    mdelay(100);
    while(f_nGetACK == 0);// Wait ACK
    f_nGetACK = 0;

    //Get data
    // cRecvByte = rIICDS;
    rIICCON = 0x2f;
    mdelay(1);

    // Get data
    cRecvByte = rIICDS;

    // End receive
    rIICSTAT = 0x90;                // Stop Master Rx condition
    rIICCON = 0xaf;                // Resumes IIC operation.
    mdelay(10);                        // Wait until stop condtion is in effect.

    *pData = cRecvByte;
}



ssize_t I2C_read (struct file *filp, char *buff, size_t count, loff_t *offp)
{
    ssize_t result = 0;
    int i;


    for(i=0; i<count; i++)
        data[i]=0;   
    // Read 16 byte from 24C04
    for(i=0; i<count; i++)
    {
        iic_read_24c040(0xa0, i, &(data[i]));    //第一个参数是slave设备的地址,最后有详细解释
    }
    data[count]='\0';
    // printk("rev=%s\n",data);

    if (copy_to_user (buff, data, count))
        result = -EFAULT;
    //else
    //printk (KERN_INFO "wrote %d bytes\n", count);

    result=count;

    return result;
}




ssize_t I2C_write (struct file *filp, const char __user *buf, size_t count, loff_t *f_pos)
{
    int i;
    ssize_t ret = 0;
    //printk ("Writing %d bytes\n", count);
    if (count>127) return -ENOMEM;
    if (count<0) return -EINVAL;
    if (copy_from_user (data, buf, count))
    {
        ret = -EFAULT;
    }
    else {
        data[127]='\0';
        //printk ("Received: %s\n", data);


        // Write 0 - 16 to 24C04
        for(i=0; i<count; i++)
        {
            iic_write_24c040(0xa0, i, data[i]);
            //mdelay(100);
        }
        //printk("write end\n");
        ret = count;
    }
    return ret;
}



static int I2C_open(struct inode *inode ,struct file *file)    
{
    int result;
    // Initialize iic
    rIICADD = 0x10;                    // S3C2410X slave address  //这个地址当S3C2410X用作IIC的slave设备时用的
    rIICCON = 0xaf;                    // Enable ACK, interrupt, SET IICCLK=MCLK/16
    rIICSTAT = 0x10;                       // Enable TX/RX

    rGPECON =(rGPECON&((~0xf)<<28))+(0xa<<28);
    //printk("rGPECON=%x\n",rGPECON);

    result = request_irq (IRQ_IIC, iic_int_24c04, SA_INTERRUPT, DEVICE_NAME, NULL);
    if (result) {
        printk(KERN_INFO "I2C: can't get assigned irq\n");
    }

    //printk(KERN_NOTICE"open the I2C now!\n");
    return 0;
}


static int I2C_release(struct inode *inode,struct file *file)
{
    free_irq(IRQ_IIC, NULL);//释放中断资源
    //printk("I2C closed\n");
    return 0;
}

static int I2C_ioctl(struct inode *inode,struct file *file,unsigned int cmd,unsigned long arg)

{    
    return 0;    
}
//将设备注册到系统之中
static void I2C_setup_dev(struct cdev *dev,int minor,struct file_operations *fops)
{
    int err;
    int devno=MKDEV(I2C_major,minor);
    cdev_init(dev,fops);
    dev->owner=THIS_MODULE;
    dev->ops=fops;
    err=cdev_add(dev,devno,1);
    if(err)
        printk(KERN_INFO"Error %d adding I2C %d\n",err,minor);
}

static struct file_operations I2C_remap_ops={
    .owner=THIS_MODULE,
    .open=I2C_open,
    .write = I2C_write,
    .read = I2C_read,
    .release=I2C_release,
    .ioctl=I2C_ioctl,
};

//注册设备驱动程序,主要完成主设备号的注册
static int __init s3c2410_I2C_init(void)
{
    int result;

    dev_t dev = MKDEV(I2C_major,0);

    if(I2C_major)
        result = register_chrdev_region(dev,1,DEVICE_NAME);
    else
    {    
        result = alloc_chrdev_region(&dev,0,1,DEVICE_NAME);
        I2C_major = MAJOR(dev);
    }

    if(result<0)
    {
        printk(KERN_WARNING"I2C:unable to get major %d\n",I2C_major);        
        return result;
    }

    if(I2C_major == 0)
        I2C_major = result;

    printk(KERN_NOTICE"[DEBUG] I2C device major is %d\n",I2C_major);

    __raw_writel( (__raw_readl(S3C2410_CLKCON) | (1 << 16)), S3C2410_CLKCON);

#if 0
    printk("\n  S3C2410_CLKCON = %x \n", __raw_readl(S3C2410_CLKCON));
    area = request_mem_region(0x54000000, 16,"I2C");
#endif

    i2c_base = ioremap(0x54000000, 16);
    clkcon = ioremap(CLKCON, 0x4);

    printk(KERN_INFO"i2c clock = %d\n", *clkcon & (0x1 << 16));
    *clkcon |= 0x1 << 16;

    I2C_setup_dev(&I2C_cdev,0,&I2C_remap_ops);

    return 0;
}
//驱动模块卸载
static void s3c2410_I2C_exit(void)
{
#if 0
    if (area) {
        release_resource(area);
        kfree(area);
    }
#endif
    cdev_del(&I2C_cdev);
    unregister_chrdev_region(MKDEV(I2C_major,0),1);
    printk("I2C device uninstalled\n");
}

module_init(s3c2410_I2C_init);
module_exit(s3c2410_I2C_exit);




//---------------测试程序-------------------------
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <time.h>
#include <sys/ioctl.h>

#define WATCHDOG_MAGIC 'k'
#define FEED_DOG _IO(WATCHDOG_MAGIC,1)

int main(int argc,char **argv)
{
    int fd;
    char buff[]="farsight";
    //打开I2C
    fd=open("/dev/i2c",O_RDWR);
    
    if(fd<0)
    {
        printf("cannot open the I2C device\n");
        return -1;
    }
    
   sleep(1);
    printf("buff_write=%s\n",buff);
            write (fd, buff, sizeof(buff));

    //printf(" read  now!\n");
    memset (buff, '\0', sizeof(buff));
    //printf ("Read returns %d\n", read (fd, buff, sizeof(buff)));
   read (fd, buff, sizeof(buff));
//read (fd, buff, 3);
    printf ("buff_read = %s\n", buff);

    //    }
    
    close(fd);
      //  while(1);
   //   printf("end\n");
    return 0;
}

确定slave 设备地址

由原理图可以得到A2(即NC)为0,A1为0,A0为0,将这三个数代入下面这个图中,就可以得到slave地址为0xa0

下图是芯片资料中关于设备地址的资料

本例中使用的是2K的EEPROM,所以地址格式应该是

bit7 bit6  bit5  bit4  bit3  bit2  bit1 bit0

1     0      1     0      A2    A1  A0  R/W

其中A2,A1和A0由上面的原理图已经得出了,全为0.

而最后一位,读(EEPROM)时为1,写(EEPROM)时为0

这样slave设备地址就已经确定了

 

确定EEPROM“内部”写需要的时间

上面用红色圈起来的,就是EEPROM内部写需要的时间twr,然后再在下面的图中查该时间是多少

由上图得时间最大为10ms

主机(master这里是mcu)发送详细分析

由MCU的资料得到,mcu作为master发送时的流程图为


由上图知,在start和stop condition之间,可以发送任意多个连续字节的数据。注意:这里把数据地址(不是设备地址)也看作是数据了。

由IIC的从设备(EEPROM)的资料得上图,其中对数据格式做了严格的限制,要求必须是 

起始条件->从设备地址(EEPROM自己的地址)->数据的“地址”->和真实需要被写到eeprom中的数据->停止位。

这里EEPROM(从设备)把mcu(主设备)认为是“数据”的 需要被写到eeprom中的数据 的地址 看作是地址,这里只把需要被写到EEPROM中的真实的数据 看作是数据。

要想用IIC来实现mcu(主设备)和EEPROM(从设备)的通信,必须满足主设备和从设备的数据格式。

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