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Linux嵌入式I2C协议笔记

news 2025/8/20 21:15:31

硬件：
1.I2C结构
在一个SOC中有一个或者多个I2C控制器，一个I2C控制器可以连接一个或多个I2C设备。
I2C总线需要两条线，时钟线SCL和数据线SDA
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2.I2C传输数据格式

开始信号（S）：SCL为高电平时，SDA山高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号（P）：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
响应信号(ACK)：接收器在接收到8位数据后，在第9个时钟周期，拉低SDA
SDA上传输的数据必须在SCL为高电平期间保持稳定，SDA上的数据只能在SCL为低电平期间变化

读操作
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写操作

软件：

上层APP通过具体的I2C设备驱动（eg.ap3216）对芯片进行读写操作。而i2c设备驱动需要使用linux内核提供的数据结构对i2c设备进行读写操作，其中最重要的就是i2c_adapter,和i2c_algorithm结构体，I2C adapter表示一条I2C总线，也就是I2C Controller，i2c_adapter里面有两个重要的成员，nr表示第几个i2c总线（i2c controller），i2c_algorithm（用来收发I2C数据，里面有master_xfer函数）
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通过这两个数据结构，我们可以访问到具体的I2C物理设备，Linux内核是如何表示I2C Device的？
Linux内核使用i2c_client数据结构来表示一个具体的I2C物理设备，其中最重要的是这个设备的地址addr和这个设备属于哪一条总线下(I2C Controller或者I2C adapter)。
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我们知道i2c_algorithm 里面提供了master_xfer函数和i2c_client 进行数据读写，那么我们就必须要知道master_xfer参数的意义，其中最重要的是i2c_msg。flags用来表示数据传输方向，bit 0等于I2C_M_RD表示读，bit 0等于0表示写。

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举例：设备地址为0x50的EEPROM，要读取它里面存储地址为0x10的一个字节，应该构造几个i2c_msg？

要构造2个i2c_msg
第一个i2c_msg表示写操作，把要访问的存储地址0x10发给设备
第二个i2c_msg表示读操作
代码如下

u8 data_addr = 0x10;
i8 data;
struct i2c_msg msgs[2];msgs[0].addr   = 0x50;
msgs[0].flags  = 0;
msgs[0].len    = 1;
msgs[0].buf    = &data_addr;msgs[1].addr   = 0x50;
msgs[1].flags  = I2C_M_RD;
msgs[1].len    = 1;
msgs[1].buf    = &data;