文章目录 一、I2C接口技术 1.I2C总线系统组成 2.I2C总线的状态及信号 3.I2C总线基本操作 4.启动和停止条件 5.I2C总线数据传输格式 二、I2C总线上拉电阻的估算与选取 三、树莓派与AT24C02接口实验电路及Python SMBus串行I2C EEPROM应用编程 1.启动RPi串行I2C接口及安装Python SMBus库 2. 树莓派与AT24C02 EEPROM接口实验电路 3. Python SMBus库函数介绍 4. 使用I2C Tools及Python SMBus读写AT24C02 EEPROM 一、I2C接口技术 I2C接口是嵌入式系统中常用的网络接口之一,它采用串行通信方式将MCU/传感器连接到系统总线,通过主机/从机的方式协调工作。 I2C/IIC(Inter-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司于1982年针对MCU/传感器等应用需求而研制的一种两线式串行总线,用于连接MCU及传感器等设备。 I2C总线的主要特点如下: (1)I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。 (2)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。 (3)I2C总线的长度可高达25英尺(约7.6m),并且能够以标准模式100Kbps的传输速率支持40个组件。新一代I2C总线还支持高速模式400Kbps传输。 (4)I2C总线的另一个优点是支持多主控(multi-mastering), 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传输和时钟频率。当然,在任何时间点上只能有一个主控。 1. I2C总线系统组成 I2C总线协议包含两层协议:物理层和数据链路层。 在物理层,I2C总线仅使用了两条信号线:一个是串行数据线SDA (Serial DAta line),它用于数据的发送和接收;另一个是串行时钟线SCL (Serial Clock Line)构成的串行总线,它用于指示何时数据线上是有效数据,即数据同步。MCU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,I2C标准模式最大传送速率为100kbps,I2C快速模式最大传输速率为400kbps。 在数据链路层,每个连接到I2C总线上的设备都有唯一的地址,设备的地址由系统设计者决定。在信息的传输过程中,I2C总线上并接的每一设备既是主设备(或从设备)又是发送器(或接收器),这取决于它所要完成的功能。 由I2C总线所构成的系统可以有多个I2C节点设备,并且可以是多主系统,任何一个设备都可以为主I2C;但是任一时刻只能有一个主I2C设备,I2C具有总线仲裁功能,以保证系统正确运行。主I2C设备发出时钟信号、地址信号和控制信号,选择通信的从I2C设备并控制收发。I2C总线要求:(1)各个节点设备必须具有I2C接口功能;(2)各个节点设备必须共地;(3)两根信号线必须接上拉电阻Rp。如图1所示。 图1 多I2C设备接口示意图 2. I2C总线的状态及信号 (1)空闲状态 SCL和SDA均处于高电平状态,即为总线空闲状态(空闲状态为何是高电平的道理很简单,因为它们都接上拉电阻)。 (2)占有总线和释放总线 若想让器件使用总线应当先占有它,占有总线的主控器向SCL线发出时钟信号。数据传送完成后应当及时释放总线,即解除对总线的控制(或占有),使其恢复成空闲状态。 (3)启动信号[S] 启动信号由主控器产生。在SCL信号为高时,SDA产生一个由高变低的电平变化,产生启动信号。 (4)结束/停止信号[P] 当SCL线高电平时,主控器在SDA线上产生一个由低电平向高电平跳变,产生停止信号。启动信号和停止信号的产生见图2所示。 图2 启动信号和停止信号的产生 (5)应答/响应信号[A/NA] 应答信号是对字节数据传输的确认。应答信号占1位,数据接收者接收1字节数据后,应向数据发出者发送一个应答信号。对应于SCL第9个应答时钟脉冲,若SDA线仍保持高电平,则为非应答信号(NA/ACK)。低电平为应答,继续发送;高电平为非应答,结束发送。 (6)控制位信号[R/nW] 控制位信号占1位,IIC主机发出的读写控制信号,高为读、低为写(对IIC主机而言)。控制位(或方向位)在寻址字节中给出。 (7)地址信号 地址信号为从机地址,占7位,称之为“寻址字节”(见表1)。 表1 寻址字节 下面对表1中的各字段进行说明。 器件地址(DA3-DA0):DA3-DA0是I2C总线接口器件固有的地址编码,由器件生产厂家给定,如AT24C××I2C总线EEPROM器件的地址为1010等。 引脚地址(A2、A1、A0):引脚地址由I2C总线接口器件的地址引脚A2、A1、A0的高低来确定,接高电平者为1,接地者为0。 读写控制位/方向位(R/n W):R/nW为1表示主机读,R/nW为0表示主机
在虚拟的I2C_Adapter驱动程序里,只要实现了其中的master_xfer函数,这个I2C Adapter就可以使用了。 在master_xfer函数里,我们模拟一个EEPROM,思路如下:
Linux应用编程涉及到在Linux环境下开发和运行应用程序的一系列概念。以下是一些涵盖Linux应用编程的基本概念:
I2C(Inter-Integrated Circuit BUS)是I2C BUS简称,中文为集成电路总线,是目前应用最广泛的总线之一。和IMX6ULL有些相关的是,刚好该总线是NXP前身的PHILIPS设计。
APP访问硬件肯定是需要驱动程序的, 对于I2C设备,内核提供了驱动程序drivers/i2c/i2c-dev.c,通过它可以直接使用下面的I2C控制器驱动程序来访问I2C设备。 框架如下:
单片机的IIC编程中,如果我们直接一点,只需要控制IIC硬件GPIO脚,然后根据IIC协议模拟各种电平时序实现与IIC设备的通信。但是这种编程方法,移植性较差(假如新加了一种IIC设备,同样的代码,又要重新复制一份)。这种做法完全不适应Linux的通用性的设计理念,对于Linux来讲:同样的事情我只做一遍,向外提供接口,不管你是什么IIC设备挂载那条IIC总线上,都可以用。因此,这就需要Linux在代码架构上有非常严谨的模块化设计。
从原理图可知,A2A1A0都是0,所以AT24C02的设备地址是:0b1010000,即0x50。
把上述代码,放入arch/arm/boot/dts/100ask_imx6ull-14x14.dts的根节点下面。
介绍 Sunxi 平台上 TWI 驱动接口与调试方法,为 TWI 模块开发提供参考。
I2C总线对应着/bus下的一条总线,这个i2c总线结构体管理着i2c设备与I2C驱动的匹配,删除等操作,I2C总线会调用i2c_device_match函数看I2C设备和I2C驱动是否匹配,如果匹配就调用i2c_device_probe函数,进而调用I2C驱动的probe函数。
i2c_apdater核心是master_xfer函数,它的实现取决于硬件,大概代码如下:
1.I2C协议 2条双向串行线,一条数据线SDA,一条时钟线SCL。 SDA传输数据是大端传输,每次传输8bit,即一字节。 支持多主控(multimastering),任何时间点只能有一个主控。 总线上每个设备都有自己的一个addr,共7个bit,广播地址全0. 系统中可能有多个同种芯片,为此addr分为固定部分和可编程部份,细节视芯片而定,看datasheet。 1.1 I2C位传输 数据传输:SCL为高电平时,SDA线若保持稳定,那么SDA上是在传输数据bit; 若SDA发生跳变,则用来表示一个会话的开始或结束(后面讲) 数据改变:SCL为低电平时,SDA线才能改变传输的bit 1.2 I2C开始和结束信号 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为高电平时,SDA由低电平向高电平跳变,结束传送数据。 1.3 I2C应答信号 Master每发送完8bit数据后等待Slave的ACK。 即在第9个clock,若从IC发ACK,SDA会被拉低。 若没有ACK,SDA会被置高,这会引起Master发生RESTART或STOP流程,如下所示: 1.4 I2C写流程 写寄存器的标准流程为: 1. Master发起START 2. Master发送I2C addr(7bit)和w操作0(1bit),等待ACK 3. Slave发送ACK 4. Master发送reg addr(8bit),等待ACK 5. Slave发送ACK 6. Master发送data(8bit),即要写入寄存器中的数据,等待ACK 7. Slave发送ACK 8. 第6步和第7步可以重复多次,即顺序写多个寄存器 9. Master发起STOP 写一个寄存器 写多个寄存器 1.5 I2C读流程 读寄存器的标准流程为: 1. Master发送I2C addr(7bit)和w操作1(1bit),等待ACK 2. Slave发送ACK 3. Master发送reg addr(8bit),等待ACK 4. Slave发送ACK 5. Master发起START 6. Master发送I2C addr(7bit)和r操作1(1bit),等待ACK 7. Slave发送ACK 8. Slave发送data(8bit),即寄存器里的值 9. Master发送ACK 10. 第8步和第9步可以重复多次,即顺序读多个寄存器 读一个寄存器 读多个寄存器 2. PowerPC的I2C实现
使用一句话概括I2C传输:APP通过I2C Controller与I2C Device传输数据。
PCF8591是一个IIC总线接口的ADC/DAC转换芯片,功能比较强大,这篇文章就介绍在Linux系统里如何编写一个PCF8591的驱动,完成ADC数据采集,DAC数据输出。
往期周报汇总地址:http://www.armbbs.cn/forum.php?mod=forumdisplay&fid=12&filter=typeid&typeid=104 本周更新一期视频教程:
I2C设备驱动是I2C框架中最接近应用层的,其上接应用层,下接I2C核心。也是驱动开发人员需要实现的代码,在此驱动中我们只需负责以下步骤(以ap3216c为例):
作者: 付汉杰 hankf@xilinx.com hankf@amd.com 测试环境: Vivado/PetaLinux 2021.2, Linux 5.10.0
Linux 提供了丰富的库函数,涵盖了各种领域,从文件操作到网络编程、图形界面、数学运算等。这些库函数大多数都是标准的 C 库函数,同时也包括一些特定于 Linux 系统的库。
读I2C数据时,要先发出设备地址,这是写操作,然后再发起读操作,涉及写、读操作。所以以读I2C数据为例讲解核心代码。
资料下载 coding无法使用浏览器打开,必须用git工具下载: git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git 视频观看 百问网驱动大全 I2C视频介绍 参考资料: I2CTools:https://mirrors.edge.kernel.org/pub/software/utils/i2c-tools/ 1. I2C硬件框架 📷 在一个芯片(SoC)内部,有一个或多个I2C控制器 在一个I2
i2c_driver跟i2c_client匹配成功后,就调用i2c_driver.probe函数。
I2C在硬件上的接法如下所示,主控芯片引出两条线SCL,SDA线,在一条I2C总线上可以接很多I2C设备,我们还会放一个上拉电阻(放一个上拉电阻的原因以后我们再说)。
为了方便查找,我们加入了一个显示功能引脚位置的功能,运行以下命令,查看板子的40pin引脚上有几个可用i2c
总线代表着同类设备需要共同遵守的工作时序,不同的总线对于物理电平的要求是不一样的,对于每个比特的电平维持宽度也是不一样,而总线上传递的命令也会有自己的格式约束。如I2C总线、USB总线、PCI总线等等。以I2C总线为例,在同一组I2C总线上连接着不同的I2C设备。
前言 Linux的IIC驱动想必大家都耳熟能详,网上也有很多相关的教程。 网上的教程总结,比如: 方法问题描述Linux 3.X.X版本之后,设备树+驱动此方法是比较符合linux驱动的写法的。当对于不熟悉设备树的小伙伴,写起来比较棘手使用 i2c-tools,并通过脚本或者应用程序编写设备驱动(简单粗暴)此方法是将设备驱动丢到用户态中,对于一些的设备除了I2C通信还有一些引脚也要控制的,此方法写起来将非常痛苦直接操作i2c总线驱动。(简单粗暴)此方法是将设备驱动丢到用户态中,对于一些的设备除了I2C通信还
学习 I2C 和 SPI 驱动的时候,针对 I2C 和 SPI 设备寄存器的操作都是通过相关的 API 函数进行操作的。这样 Linux 内核中就会充斥着大量的重复、冗余代码,但是这些本质上都是对寄存器的操作,所以为了方便内核开发人员统一访问 I2C/SPI 设备的时候,为此引入了 Regmap 子系统。
1、什么是进程,线程,有什么区别 2、多进程、多线程的优缺点 3、什么时候用进程,什么时候用线程 4、多进程、多线程同步(通讯)的方法 5、进程线程的状态转换图 。什么时候阻塞,什么时候就绪 6、父进程、子进程的关系以及区别 7、什么是进程上下文、中断上下文 8、一个进程可以创建多少线程,和什么有关 9、进程间通讯: (1)管道/无名管道(2)信号(3)共享内存(4)消息队列(5)信号量(6)socket 注意:临界区则是一种概念,指的是访问公共资源的程序片段,并不是一种通信方式。 10、线程通讯(锁): (1)信号量(2)读写锁(3)条件变量(4)互斥锁(5)自旋锁
最近遇到 i2c 传输慢的问题,正常一笔 i2c 传输 52 bytes 应该在 1ms 内返回,但是偶尔出现 6 ~ 7ms 才返回,不满足要求,因此研究一下 ftrace 工具,分析 i2c 传输到底慢在哪里。怀疑:
由于之前参加了学校的飞兆杯的比赛,题目是循迹小车,由于缺乏对于ldc1314芯片使用知识以及个人的能力原因,项目并没有做出来,但是还是学习了很多东西的。
前段时间有个刚开始学习 Arm Linux 的同学问我:对于还处于入门阶段的新手,有什么建议。并让我推荐一些好的书籍。
资料下载 coding无法使用浏览器打开,必须用git工具下载: git clone https://e.coding.net/weidongshan/linux/doc_and_source_for_drivers.git 视频观看 百问网驱动大全 编写设备驱动之i2c_client 参考资料: Linux内核文档: Documentation\i2c\instantiating-devices.rst Documentation\i2c\writing-clients.rst Linux内核驱
通过Lua小程序,我们可以方便方便的在线方式做I2C接口方式固件烧录,也可以离线方式运行Lua小程序做烧录。 本次是说明是采用H7-TOOL的I2C接口连接我们V7板子做的操作说明。 【协议说明】 1、发送固件大小:符号‘*’ 来同步,然后发送固件大小,板子收到后,回复0x30表示擦除相应扇区大小成功,回复0x60表示擦除失败。 2、发送固件数据:符号‘$’ 来同步,然后发送固件数据,每次64字节大小,板子收到后,回复0x30表示数据编程成功,回复0x60表示擦除失败。如此反复,一直到发送完毕。 3、发送结束命令:符号‘#’ 表示传输结束,目标板可以加载到APP运行了。 要更新APP固件的I2C设备地址,我们设置为0x20,通信速度设置的100KHz。 【硬件接线】
针对音箱日常工作项目开展的前期,需要快速的适配音频子模块,方便项目的声学评估和开展,期间遇到不少的问题,其中有一些细节往往会忽略掉,然而正好是问题的所在。在此背景下,遇到问题一步一步梳理,方便快速的定位出问题所在 。
[导读] 前文总结了单片机串口个人认为值得注意的一些要点,本文来梳理一下 I2C 总线的一些要点。这个题目有点大,本文对于 I2C 其实很多地方也没整清楚,只为了与前文形成系列,如果大家有补充欢迎留言。说了些闲话,进入正题吧。
I2C(Inter-Integrated Circuit BUS)是I2C BUS简称,中文为集成电路总线,是目前应用最广泛的总线之一,和IMX6ULL有些相关的是,刚好该总线是NXP前身的PHILIPS设计。当前仍然是应用最广泛的总线协议之一。
CAN,全称为“Controller Area Network”,即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。
SMBus: System Management Bus,系统管理总线。 SMBus最初的目的是为智能电池、充电电池、其他微控制器之间的通信链路而定义的。 SMBus也被用来连接各种设备,包括电源相关设备,系统传感器,EEPROM通讯设备等等。 SMBus 为系统和电源管理这样的任务提供了一条控制总线,使用 SMBus 的系统,设备之间发送和接收消息都是通过 SMBus,而不是使用单独的控制线,这样可以节省设备的管脚数。 SMBus是基于I2C协议的,SMBus要求更严格,SMBus是I2C协议的子集。
调试IIC过程中,需要准备示波器或逻辑分析仪,需要通过示波器查看波形确定硬件连接是否正确,不然出现问题,软件再怎么调试,都是枉然.
2020年是特别的一年,由于新冠肺炎的影响,一直没有复学,完完全全在家上网课。因为硕士阶段研究方向的原因,我接触到了V-REP机器人仿真平台,国内的关于此软件的学习资料相对较少,我个人的学习进度也比较缓慢。所以想通过这样的方式记录下自己学习此软件的过程以及学习心得、操作技巧等与大家分享交流,达到共同进步的目的。
默认情况下,所有接口信号引脚都配置为GPIO输入,除了引脚3和5、引脚27和28 (I2C SDA和SCL)、引脚8和10 (UART TX和RX)。
里面保存I2C总线驱动相关的文件,比如i2c-omap.c、 i2c-versatile.c、 i2c-s3c2410.c等。
PCF8591是一个8位的CMOS数据采集器件,具有4个模拟输入(其中一个为电压模拟输入),一个输出和一个串行I2C总线接口。3个地址引脚A0、A1和A2用于编程硬件地址,允许将最多8个PCF8591器件连接至I2C总线而不需要额外硬件。器件的地址、控制和数据通过两线双向I2C总线传输。器件功能包括多路复用模拟输入、片上跟踪和保持功能、8位模数转换和8位数模转换。最大转换速率取决于I2C总线的最高速率。
这里连接0.96吋 oled,也是比较常用的一个i2c设备,连接在gpio21和gpio22上。
既然可行,加上 Python 语言天生的优势(易于掌握,开发效率高),那么真的值得持续打造,将鸿蒙上的 Python 进行到底。
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