I2C中重要结构体
在I2C（Inter-Integrated Circuit）通信中，涉及的主要结构体通常用于描述设备、消息和传输的配置。以下是一些常见的I2C结构体及其作用：
-
i2c_adapter:- 这是一个代表I2C总线适配器的结构体。它包含与该I2C总线相关的各种信息和操作函数指针。
- 常见字段：
name: 适配器的名称。algo: 指向一个i2c_algorithm结构体的指针，定义了适配器支持的操作集。nr: 适配器的编号。owner: 模块的所有者。
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i2c_msg:- 该结构体用于描述I2C消息，通常用于I2C传输过程中。
- 常见字段：
addr: 设备的I2C地址。flags: 用于设置读/写操作以及其他标志。len: 数据缓冲区的长度。buf: 指向数据缓冲区的指针。
-
i2c_client:- 代表一个连接到I2C总线上的设备。
- 常见字段：
addr: 设备的7位或10位I2C地址。adapter: 指向设备所在的I2C适配器的指针。driver: 指向设备驱动程序的指针。name: 设备的名称。
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i2c_driver:- 代表I2C设备驱动程序。
- 常见字段：
driver: 内嵌的驱动程序模型驱动结构体。id_table: 支持的I2C设备ID表。probe: 当匹配到设备时调用的函数。remove: 当设备被移除时调用的函数。
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i2c_algorithm:- 定义I2C适配器所支持的操作。
- 常见字段：
master_xfer: 主传输函数，用于执行读写操作。smbus_xfer: 用于SMBus协议的传输函数。functionality: 返回适配器支持的功能。
这些结构体是I2C子系统的核心组件，用于管理和描述I2C设备及其操作。它们在Linux内核的I2C子系统中非常重要，有助于实现I2C设备之间的通信和控制。
I2C数据传输
在Linux内核中，I2C数据传输是通过i2c-core和i2c-bus驱动来完成的。I2C设备通常使用以下机制进行数据传输：
i2c_msg结构体: 描述单个I2C消息，包含设备地址、操作标志、数据长度和数据缓冲区。i2c_transfer函数: 用于执行I2C传输。该函数使用i2c_msg结构体描述的消息序列在I2C总线上传输数据。i2c_adapter结构体: 代表I2C总线适配器，包含传输功能的实现。
i2c_transfer 函数
i2c_transfer 是 Linux 内核中用于执行 I2C 数据传输的核心函数。它负责通过 I2C 总线执行一系列的数据读写操作。以下是对 i2c_transfer 函数的详细介绍：
函数原型
int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adapter, struct i2c_msg *msgs, int num);
参数说明
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struct i2c_adapter *adapter:- 描述 I2C 总线适配器的结构体。
- 这个适配器结构体通常由 I2C 驱动程序提供，并包含了与具体 I2C 总线相关的操作函数。
-
struct i2c_msg *msgs:- 指向
i2c_msg结构体数组的指针。i2c_msg结构体描述了单个 I2C 消息的内容。 - 每个
i2c_msg描述一个读写操作，包括目标设备的地址、读写标志、数据长度和数据缓冲区。
- 指向
-
int num:- 要传输的消息数量，即
i2c_msg数组中的元素个数。
- 要传输的消息数量，即
成员说明
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addr:- 目标 I2C 设备的地址，通常是一个 7 位或 10 位地址。
-
flags:- 操作标志，定义了传输的方向和特性。
0表示写操作。I2C_M_RD表示读操作。
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len:- 数据的长度，以字节为单位。
-
buf:- 数据缓冲区的指针，用于存放要发送或接收的数据。
函数返回值
- 成功: 返回成功传输的消息数量。通常应该等于传入的
num。 - 失败: 返回负值，表示发生了错误。常见的错误码包括
-EINVAL（无效参数）和-EIO（I/O 错误）。
功能概述
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传输消息:
i2c_transfer函数会遍历msgs数组中的所有i2c_msg，并逐一通过指定的 I2C 适配器进行传输。
-
处理读写操作:
- 根据
i2c_msg结构体中的flags，确定是进行读操作还是写操作，并将数据从缓冲区发送到设备或从设备接收。
- 根据
-
同步执行:
- 所有消息按顺序执行，传输完成后函数返回。
示例代码
以下是一个使用 i2c_transfer 函数进行 I2C 数据读写的示例：
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/module.h>
static int i2c_read_write_example(struct i2c_client *client)
{
struct i2c_msg msgs[2];
unsigned char write_data[2] = {0x00, 0x01}; // 写入数据
unsigned char read_data[2];
int ret;
// 配置写操作的消息
msgs[0].addr = client->addr;
msgs[0].flags = 0; // 写操作
msgs[0].len = sizeof(write_data);
msgs[0].buf = write_data;
// 配置读操作的消息
msgs[1].addr = client->addr;
msgs[1].flags = I2C_M_RD; // 读操作
msgs[1].len = sizeof(read_data);
msgs[1].buf = read_data;
// 执行 I2C 传输
ret = i2c_transfer(client->adapter, msgs, 2);
if (ret < 0) {
pr_err("i2c_transfer failed: %d\n", ret);
return ret;
}
pr_info("Data read: 0x%02x 0x%02x\n", read_data[0], read_data[1]);
return 0;
}
MODULE_LICENSE("GPL");
注意事项
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I2C 总线配置:
- 确保 I2C 适配器和设备已经正确初始化，并且
i2c_client指针有效。
- 确保 I2C 适配器和设备已经正确初始化，并且
-
消息顺序:
- 消息会按顺序执行。确保在发送写操作后再进行读操作。
-
错误处理:
- 检查返回值以处理错误，确保 I2C 操作的稳定性。
I2C-Tools使用
i2c-tools 是一个用于操作和调试 I2C 总线设备的工具集，常用于 Linux 系统中。它包括多个命令行工具，允许你与 I2C 总线上的设备进行交互，例如读取和写入寄存器，扫描总线等。
访问i2c 设备框架如下
常用工具和命令
以下是一些 i2c-tools 工具的简要介绍及其用法：
1. i2cdetect
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功能: 探测 I2C 总线上连接的设备，列出所有活动的 I2C 地址。
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用法:
i2cdetect -y <bus><bus>是要扫描的 I2C 总线编号。例如，i2cdetect -y 1扫描 I2C 总线 1。
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示例:
sudo i2cdetect -y 1输出格式：
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
2. i2cget
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功能: 从 I2C 设备的寄存器读取数据。
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用法:
i2cget -y <bus> <addr> <reg> [mode]<bus>是 I2C 总线编号。<addr>是设备的 I2C 地址。<reg>是寄存器地址。[mode]是读取模式，例如b（字节模式）或w（字模式）。
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示例:
sudo i2cget -y 1 0x50 0x00读取地址
0x50设备的寄存器0x00的值。
3. i2cset
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功能: 向 I2C 设备的寄存器写入数据。
-
用法:
i2cset -y <bus> <addr> <reg> <value> [mode]<bus>是 I2C 总线编号。<addr>是设备的 I2C 地址。<reg>是寄存器地址。<value>是要写入的数据。[mode]是写入模式，例如b（字节模式）或w（字模式）。
-
示例:
sudo i2cset -y 1 0x50 0x00 0xFF向地址
0x50设备的寄存器0x00写入0xFF。
4. i2cdump
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功能: 显示 I2C 设备寄存器的完整内容。
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用法:
i2cdump -y <bus> <addr> [mode]<bus>是 I2C 总线编号。<addr>是设备的 I2C 地址。[mode]是显示模式，例如b（字节模式）或w（字模式）。
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示例:
sudo i2cdump -y 1 0x50显示地址
0x50设备的所有寄存器内容。
5. i2cmsg
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功能: 提供低级访问 I2C 总线的功能，允许发送和接收 I2C 消息。
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用法:
i2cmsg <bus> <addr> <cmd> [data...]<bus>是 I2C 总线编号。<addr>是设备的 I2C 地址。<cmd>是要发送的命令或数据。
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示例:
i2cmsg 1 0x50 0x00
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