ARM裸机开发-I2C-LM75-优快云博客

一.背景

LM75,温度传感器.

工作电压：2.7V-5.5V

精度：

– 25°C to 100°C: ±2°C (Max)

– 55°C to 125°C: ±3°C (Max)

量程：– 55°C to 125°C

分辨率：9位（0.5°C）

OS：中断引脚，可在传感器的寄存器里配置温度的阈值，当温度到达阈值可引发中断。

设备地址：0x48，低三位可通过焊接置0或1

表示温度，十六进制值乘以分辨率0.5，负温度值用补码保存，先转为原码再计算

通过配置寄存器低三位的值选择不同寄存器，本次配置000，即读取温度。

读取2字节温度，舍弃低7位。

float get_lm75_temp(void)
{
    short temp;
    unsigned char s[2];

    i2c_read(I2C1, 0x48, 0, s, 2);
    temp = s[0] << 8;
    temp |= s[1];
    temp >>= 7;

    return temp * 0.5;
}

此外，对read和write的传输寄存器地址代码进行改进，由于寄存器地址可能不止一位（AT24C02能存储256字节数据，所以char刚好可以表示；LMA75从P0-P7也为一字节长度，这两都可用char表示，但后续操作显示屏时char则不够），所以用char类型定义寄存器地址会出现问题，用unsigned short reg_address定义地址, int reg_len定义寄存器地址长度，改进如下

    int i = 0; 
    for (i = 0; i < reg_len; i++)
    {
        // 中断标记位清零
        base->I2SR &= ~(1 << IIF);
        // 发送寄存器地址
        base->I2DR = reg_address >> (reg_len - i - 1) * 8;
        // 等待从机ACK
        while ((base->I2SR & (1 << IIF)) == 0);
    }

二.底层

最下面的硬件层即上篇及本篇使用的传感器，AT24C02和LMA75等，连接的上面I2C_adapter即SOC芯片内部的I2C控制器，具体实现就是适配器驱动这一层，最近对I2C的学习所实现的代码其实写的就是控制器这块的代码，显然偏底层，这部分代码通常为芯片厂商负责写，比如使用imx6ull为NXP公司生产，所以由他们负责写控制器底层代码，而不同芯片厂商生产的芯片对应的寄存器自然不相同。

再往上则可以由Linux系统进行调用这些封装好的代码，可适配不同芯片，屏蔽底层芯片，直接面向已经被芯片厂商封装好的函数。图中核心层的 i2c_transfer 是灵魂函数。当设备驱动调用i2c_transfer 时，核心层会打包好 i2c_msg（包含设备地址、读写标志、数据长度），然后去调用底层适配器驱动注册好的 master_xfer 函数指针。底层再根据这个指针，去操作真正的 i.MX6ULL 寄存器。

master_xfer，每个芯片厂商都会写的，不管使用哪个芯片，想使用I2C都可调用master_xfer。

以下为该函数的实现

// I2C传输方向
enum I2C_Direction
{
    I2C_Write = 0,
    I2C_Read = 1
};

// I2C信息
typedef struct
{
    unsigned char dev_address;
    unsigned short reg_address;
    int reg_len;
    unsigned char *data;
    int len;
    enum I2C_Direction direction;
}I2C_Msg;
void master_xfer(I2C_Type *base, I2C_Msg *msg)   //主机_发送/接收，不管是哪个芯片厂商生产的，在linux系统下，都可以调用此函数
{
    if (msg->direction == I2C_Write)
    {
        i2c_write(base, msg->dev_address, msg->reg_address, msg->reg_len, msg->data, msg->len);
    }
    else if (msg->direction == I2C_Read)
    {
        i2c_read(base, msg->dev_address, msg->reg_address, msg->reg_len, msg->data, msg->len);       
    }
}

调用该封装函数实现LM75传感器读取温度

float get_lm75_temp(void)
{
    short temp;
    unsigned char s[2];

    I2C_Msg msg = 
    {
        .direction = I2C_Read,
        .dev_address = 0x48,
        .reg_address = 0,
        .reg_len = 1,
        .data = s,
        .len = 2
    };

    master_xfer(I2C1, &msg);
    temp = s[0] << 8;
    temp |= s[1];
    temp >>= 7;

    return temp * 0.5;
}

总结：Linux社区不管每一款芯片在底层怎么操作自己的寄存器，只是提供芯片厂商一个函数，比如master_xfer，告诉厂商你们负责实现你们自己芯片对应的这个函数，而不同厂商则在master_xfer中实现如何操纵自己的寄存器，实现好了之后由Linux封装到自己的函数接口i2c_transfer内部，再把这个函数接口提供给用户层使用，用户使用该i2c_transfer函数也不用考虑底层是哪个芯片厂商生产的，底层寄存器是怎么操作的，都由芯片厂商实现了。