Linux下I2C设备驱动开发和实现

技术分类: 嵌入式系统  | 2008-04-23
来源:计算机与信息技术 | 作者:商凯 周轶男

  LinuxI2C具体驱动开发

  TMP75是TI公司推出的基于I2C总线的数字温度传感器,具有低的功耗,高数字分辨率,广泛应用于电源温度监控,计算机外设保护,笔记本和蜂窝电话中。针对该设备开发驱动程序,由于linux系统下已经实现了I2C core框架,I2C总线适配器驱动,同时通过i2c-dev.c文件提供了一个通用的I2C设备的驱动程序,因此我们的驱动程序的开发主要集中在TMP75设备驱动程序这一层,用来实现针对TMP75设备的数据格式的解释以及实现一些专用的功能。

  根据TMP75的具体寄存器地址和功能定义:

      #define TMP75_REG_TEMP          0x00    //温度寄存器地址
    #define TMP75_REG_CONF          0x01    //配置寄存器地址
    #define TMP75_REG_TEMP_LOW  0x02    //低温阈值寄存器地址
    #define TMP75_REG_TEMP_HIGH 0x03    //高温阈值寄存器地址

  定义一个TMP75_data结构体和一系列函数实现总线初始化时的设备检测加载、设备删除时的数据操作。

  struct TMP75_data {
      struct i2c_client       client;
      struct semaphore    update_lock;
      char        valid;     /* !=0 if following fields are valid */
      unsigned long  last_updated; /* In jiffies */
      u16         temp_input;   /* Register values */
      u16         temp_max;
      u16         temp_hyst;
};

       static int TMP 75_attach_adapter(struct i2c_adapter *adapter);
     static int TMP 75_detect(struct i2c_adapter *adapter,int address,int kind);
     static void TMP 75_init_client(struct i2c_client *client);
     static int TMP 75_detach_client(struct i2c_client *client);
     static int TMP 75_read_value(struct i2c_client *client,u8 reg);
     static int TMP 75_write_value(struct i2c_client *client,u8 reg,u16 value);
     static struct TMP 75_data *tmp75_update_device(struct device *dev);

  其中针对TMP75设备寄存器的特定格式定义TMP75寄存器读写的两个函数如下:

  static int TMP75_write_value(struct i2c_client *client,u8 reg,u16 value)
{
      if (reg == TMP75_REG_CONF)
             return i2c_smbus_write_byte_data(client,reg,value);
      else
             return i2c_smbus_write_word_data(client,reg,swab16(value));
}
 
static int TMP75_read_value(struct i2c_client *client,u8 reg)
{
      if (reg == TMP 75_REG_CONF)
             return i2c_smbus_read_byte_data(client,reg);
      else
             return swab16(i2c_smbus_read_word_data(client,reg));
}

  具体的设备驱动程序完成之后将TMP75设备驱动的配置选项添加到chips文件夹下的kconfig文件中,这样在配置内核选项时就可以把TMP75设备驱动添加到内核中。

  5  Linux下I2C应用程序开发

  Linux中应用程序要使用本驱动来访问外部I2C器件,首先要通过open()来打开其驱动,使用完毕后使用close()将其关闭。

  int fd;
fd = open("/dev/i2c/0",O_RDWR);
……
close(fd);

  I2C总线控制器驱动提供的API函数提供了ioctl()函数用于设定I2C总线控制器的一些参数,本应用程序调用ioctl函数将I2C总线设置为7位地址模式,同时设置I2C从机地址。

        ioctl(fd,I2C_TENBIT,0)
      ioctl(fd,I2C_SLAVE,SLAVE_ADDR)

  对TMP75的初始化工作通过调用write()函数实现,通过调用该函数实现对配置寄存器、高温阈值和低温阈值寄存器的初始化配置。

        //配置寄存器的初始化
      senbuf[0]=0x01;
      senbuf[1]=I2C_CONF_INITDATA;
      write(fd,sendbuf,2);

  对TMP75当前工作温度的读取通过调用write()函数先写入温度寄存器的地址,然后调用read()函数读取寄存器2字节的温度数据实现。

  write(fd,0x0,1);

  read(fd,recbuf,2);

  6  总结 

  I2C总线结构简单使用方便。linux系统下I2C的驱动程序具有清晰的层次结构,借助于成熟的驱动的例子用户很容易开发出针对自己产品的相应驱动。本文分析了Linux系统下I2C驱动结构,并在此基础上实现了一个具体的I2C设备的驱动,并在此基础上给出了对I2C总线实现访问的用户应用实现。

  参考文献

  [1]Philips Corporation,I2C bus specification version 2.1,2000

  [2]Aless and Robin著,魏永明等译.《LINUX设备驱动程序(第二版)》.北京:中国电力出版社,2004年

  [3]Texas Instruments,inc . USA . TMP75 Datasheet,2004

  [4]郑旭阳,李兵兵,黄新平.模拟I2C总线多主通信研究与软件设计.单片机与嵌入式系统应用,2005

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