英創(chuàng)信息技術(shù)嵌入式Linux工控板EM9160介紹

I2C總線是一種2線制的主從通訊協(xié)議，主要運(yùn)用于器件之間的數(shù)據(jù)通訊，在嵌入式系統(tǒng)中得到非常廣泛的應(yīng)用。作為一款高性價比的嵌入式Linux工控板，EM9160的對I2C總線提供了良好的支持，其主要特點是EM9160的16位GPIO中的任意位都可作為I2C總線的時鐘信號SCL或數(shù)據(jù)地址信號SDA，這樣客戶可根據(jù)自己整機(jī)的具體情況，靈活的配置EM9160的GPIO管腳來作為I2C總線信號。

在Linux環(huán)境，I2C的驅(qū)動程序已自動加載，其設(shè)備文件名為“/dev/em9x60_i2c”。應(yīng)用程序通過3個IOCTL命令來操作I2C接口：首先需要配置I2C總線資源，包括SCL、SDA信號和通訊速度，然后才能根據(jù)具體芯片的特性對其內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀寫操作。以下以電力智能終端中廣泛使用的RTC芯片RX-8025為例，對I2C的操作流程作進(jìn)一步的介紹。

硬件電路：RX-8025是一種帶I2C總線接口的實時時鐘（RTC）芯片，具有精確調(diào)整的晶體頻率，可滿足電力智能終端需求。在下圖中，EM9160的GPIO6作為I2C總線的SCL信號、GPIO7作為SDA信號，注意10K上拉是必須的。

I2C總線配置：PWM調(diào)用函數(shù)fd=open（”/dev/em9x60_i2c”, O_RDWR）打開設(shè)備文件后，首先需要配置總線，具體操作是把參數(shù)設(shè)置到指定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，再調(diào)用IOCTL命令如下：

struct i2c_config config; //定義在em9x60_drivers.h
config.scl_gpio_num = GPIO6; //GPIO6作為SCL，定義見em9x60_drivers.h
config.sda_gpio_num = GPIO7; //GPIO7作為SCL
config.speed = 0; //=0：正常速度；=1：高速；=2：全速

I2C總線的速度指波特率，=0是最通常的速度，大約200kbps，可用于大多數(shù)RTC、AD芯片；=1：高速時指波特率接近400kbps；=2：全速的波特率可高達(dá)1Mbps，主要用于存儲器類型的芯片。設(shè)置操作如下：

rc = ioctl（fd, EM9X60_I2C_IOCTL_CONFIG, &config）;

I2C數(shù)據(jù)寫：EM9160的I2C總線寫操作，由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct i2c_io來傳遞參數(shù)和數(shù)據(jù)，具體定義可查看em9x60_drivers.h。寫操作支持一次最多可寫入16個字節(jié)，但具體寫入多少還受I2C器件本身的限制，如RX-8025只支持一次對一個寄存器寫入，例如寫入30秒到RTC的秒寄存器的具體代碼操作如下：

struct i2c_io io_info;
io_info.dev_addr = RX8025_ADDR; //RX8025_ADDR定義在RX-8025.h
io_info.reg_addr = SEC_REG; //SEC_REG定義在RX-8025.h
io_info.data_len = 1; //1個字節(jié)
io_info.data_buf[0] = 0x30; //注意是BCD碼
rc = ioctl(fd, EM9X60_I2C_IOCTL_WRITE, &in_info); //執(zhí)行寫操作

I2C數(shù)據(jù)讀：EM9160的I2C總線讀操作，由數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)struct i2c_io來傳遞參數(shù)和數(shù)據(jù)，具體定義可查看em9x60_drivers.h。讀操作支持一次最多可寫入16個字節(jié)，但具體一次讀出多少字節(jié)還受I2C器件本身的限制，RX-8025支持一次讀出多個寄存器的數(shù)據(jù)，例如一次讀取全部日期時間信息共7個字節(jié)，具體代碼操作如下：

struct i2c_io io_info;
io_info.dev_addr = RX8025_ADDR; //RX8025_ADDR定義在RX-8025.h
io_info.reg_addr = SEC_REG; //SEC_REG定義在RX-8025.h
io_info.data_len = 7; //7個字節(jié)
rc = ioctl(fd, EM9X60_I2C_IOCTL_READ, &in_info); //執(zhí)行讀操作

I2C數(shù)據(jù)讀寫所用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，reg_addr表示被讀寫器件的寄存器地址，若為單字節(jié)地址，該變量的最高位（MSB = D31）應(yīng)為0；若為雙字節(jié)地址，地址占用reg_addr的D15 - D0（最低位，LSB），而變量的最高位D31必須置為1。另外，對不需要寄存器的器件，可把reg_addr設(shè)置為0xFFFFFFFF，這時驅(qū)動程序?qū)⒉辉侔l(fā)送寄存器地址。上述代碼中從RX-8025讀出的數(shù)據(jù)均為BCD，通常需要轉(zhuǎn)換成C語言的整型數(shù)據(jù)類型。

為了方便客戶使用RX-8025，我們編寫了通過EM9160的I2C驅(qū)動程序操作RTC的范例程序，包括啟動RTC，設(shè)置時間，讀取時間等功能。感興趣的客戶可向英利公司技術(shù)支持索取范例源碼。