关于I2C的那点事：i2c_master_send 和 i2c_master_recv i2c_transfer

最新推荐文章于 2025-06-25 12:19:04 发布

water_clj

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做linux 嵌入式驱动，离不开调试i2c 外设，这里对i2c做一下3点总结：

1.先要知道i2c的4个信号；

a) 起始信号：当 SCL 线是高电平时 SDA 线从高电平向低电平切换。

b) 停止信号：当 SCL 线是高电平时 SDA 线由低电平向高电平切换。

c) ACk信号：当scl线由低变高时候，SDA线保持低电平；

d) NACK信号：当scl线由低变高时候，SDA线保持高电平；

2、通信接口
i2c发送或者接收一次数据都以数据包 struct i2c_msg 封装
[cpp]
struct i2c_msg {
    __u16 addr;     // 从机地址
    __u16 flags;    // 标志
#define I2C_M_TEN   0x0010  // 十位地址标志
#define I2C_M_RD    0x0001  // 接收数据标志
    __u16 len;      // 数据长度
    __u8 *buf;      // 数据指针
};
其中addr为从机地址；flags则是这次通信的标志，发送数据为0，接收数据则为 I2C_M_RD；len为此次通信的数据字节数；buf 为发送或接收数据的指针。在设备驱动中我们通常调用 i2c-core 定义的接口 i2c_master_send 和 i2c_master_recv 来发送或接收一次数据。
[cpp]
int i2c_master_send(struct i2c_client *client,const char *buf ,int count)
{
    int ret;
    struct i2c_adapter *adap=client->adapter;  // 获取adapter信息
    struct i2c_msg msg;                        // 定义一个临时的数据包

    msg.addr = client->addr;                   // 将从机地址写入数据包
    msg.flags = client->flags & I2C_M_TEN;     // 将从机标志并入数据包
    msg.len = count;                           // 将此次发送的数据字节数写入数据包
    msg.buf = (char *)buf;                     // 将发送数据指针写入数据包

    ret = i2c_transfer(adap, &msg, 1);         // 调用平台接口发送数据


    return (ret == 1) ? count : ret;           // 如果发送成功就返回字节数
}
EXPORT_SYMBOL(i2c_master_send);
i2c_master_send 接口的三个参数：client 为此次与主机通信的从机，buf 为发送的数据指针，count 为发送数据的字节数。
[cpp]
int i2c_master_recv(struct i2c_client *client, char *buf ,int count)
{
    struct i2c_adapter *adap=client->adapter;  // 获取adapter信息
    struct i2c_msg msg;                        // 定义一个临时的数据包
    int ret;

    msg.addr = client->addr;                   // 将从机地址写入数据包
    msg.flags = client->flags & I2C_M_TEN;     // 将从机标志并入数据包
    msg.flags |= I2C_M_RD;                     // 将此次通信的标志并入数据包
    msg.len = count;                           // 将此次接收的数据字节数写入数据包
    msg.buf = buf;

    ret = i2c_transfer(adap, &msg, 1);         // 调用平台接口接收数据


    return (ret == 1) ? count : ret;           // 如果接收成功就返回字节数
}
EXPORT_SYMBOL(i2c_master_recv);
i2c_master_recv 接口的三个参数：client 为此次与主机通信的从机，buf 为接收的数据指针，count 为接收数据的字节数。我们看一下 i2c_transfer 接口的参数说明：
[cpp
int i2c_transfer(struct i2c_adapter *adap, struct i2c_msg *msgs, int num);

其中 adap 为此次主机与从机通信的适配器；msgs 为通信的数据包，这里可以是单个或多个数据包；num 用于指定数据包的个数，如果大于1则表明将进行不止一次的通信。通信一次就需要寻址一次，如果需要多次通信就需要多次寻址，前面2个接口都是进行一次通信，所以 num 为1；有的情况下我们要读一个寄存器的值，就需要先向从机发送一个寄存器地址然后再接收数据，这样如果想自己封装一个接口就需要将 num 设置为2。接口的返回值如果失败则为负数，如果成功则返回传输的数据包个数。

首先我们先来看一下写数据的时序图：进行了1次寻址操作

结合I2C总线协议的知识，我们可以知道OZ9350的I2C写数据由一下10个步骤组成。
第一步，发送一个起始信号。
第二步，发送7bit从机地址，即OZ9350的地址。此处需要注意，发送数据时，无法发送7bit数据，此处发送了7bit地址+1bit读写选择位，即发送7bit+r/w。最低位为1表示读，为0表示写。
第三步，产生一个ACK应答信号，此应答信号为从机器件产生的应答。
第四步，发送寄存器地址，8bit数据。
第五步，产生一个ACK应答信号，此应答信号为从机器件产生的应答。
第六步，发送一个数据，8bit数据。
第七步，产生一个ACK应答信号，此应答信号为从机器件产生的应答信号。
第八步，发送一个CRC校验码，此CRC校验值为2、4、6步数据产生的校验码。
第九步，既可以发送一个应答信号，也可以发送一个无应答信号，均有从机器件产生。

第十步，发送一个停止信号。

读数据的时序图如下图所示：进行了2次寻址操作

通过分解后的时序图，可以看到OZ9350的读数据由以下13个步骤组成。
第一步，发送一个起始信号。
第二步，发送7bit从机地址，即OZ9350的地址。此处需要注意，发送数据时，无法发送7bit数据，此处发送了7bit地址+1bit读写选择位，即发送7bit+r/w。最低位为1表示读，为0表示写。
第三步，产生一个ACK应答信号，此应答信号为从机器件产生的应答。
第四步，发送寄存器地址。
第五步，产生一个ACK应答信号，此应答信号为从机器件产生的应答。
第六步，再次发送一个骑士信号。
第七步，发送7bit从机地址，即OZ9350的地址。此处需要注意，发送数据时，无法发送7bit数据，此处发送了7bit地址+1bit读写选择位，即发送7bit+r/w。最低位为1表示读，为0表示写。
第八步，产生一个ACK应答信号，此应答信号为从机器件产生的应答。
第九步，读取一个字节(8bit)的数据。
第十步，产生一个ACK应答信号，此应答信号为CPU产生。
第十一步，读取一个CRC校验码。
第十二步，产生一个NACK信号。此无应答信号由CPU产生。

第十三步，产生一个停止信号。

3.I2C读写设备寄存器封装例子（短包：向8bit地址，读写8bit位的数据，读写函数原型返回值都是int）：

rt5651_i2c_write(0x02, 0x08);

int cydat1[1] = {0};

cydat1[0] = rt5651_i2c_read(0xFF);

static int rt5651_i2c_write(u8 reg, u8 writedata) //由上知识可知，要进行1次寻址操作

{
u8 databuf[2] = {0};
int ret = 0;
databuf[0] = reg;
databuf[1] = writedata;
ret = i2c_master_send(rt5651_i2c_client, databuf, 2); //第一次寻址
printk(" codec --- rt5651_i2c_write ret=%d, databuf[0]=%0x, databuf[1]=%0x\n", ret, databuf[0], databuf[1]);
if(ret < 0)
{
printk(" codec --- rt5651_i2c_write send data failed !\n");
return -1;
}
return ret;
}

static int rt5651_i2c_read(u8 reg) //由上知识可知，要进行2次寻址操作
{
unsigned char val[1] = {0}; //其实这里就相当于u8 val[1] = {0};
int ret = 0;
val[0] = reg;
ret = i2c_master_send(rt5651_i2c_client, val, 1); //第一次寻址
if (ret < 0)
{
printk(" codec --- rt5651_i2c_read I2C i/o error ret = %d\n", ret);
return ret;
}
mdelay(10);
ret = i2c_master_recv(rt5651_i2c_client, val, 1); //第二次寻址
if (ret < 0)
{
printk(" codec --- rt5651_i2c_read I2C read error ret = %d\n", ret);
return ret;
}
return val[0];
}

4.I2C读写设备寄存器封装例子（长包：向8bit地址，读写16bit位的数据，读写函数原型返回值都是指针型*int）：

//向0xff寄存器里面写0x1f2c

u8 Wdata[3];
Wdata[0]=0x1f;
Wdata[1]=0x2c;

ALC5623_WriteReg(0xff, Wdata);

u8 * rt5651id;
rt5651id=ALC5623_ReadReg(0xFF);
printk("rt5651_i2c_probe rt5651id[0]=%x,rt5651id[1]=%x\n",rt5651id[0],rt5651id[1]); //这里把指针里面的值打印出来了。

下面一共给了2组例子，一个用了指针，一个用数组，很是经典：首先下面是别人的例子：

static void ALC5623_WriteReg( uint8 Reg, uint8 *data)
{
uint16 Ret=0;
uint8 *Wdata = NULL; //1.申请一个指针
Wdata=(uint8 *)PanicUnlessMalloc(4); //2.给指针开辟一个4个u8的空间，其实这里相当于申请一个有4个u8数据的数组
Wdata[0]=Reg;
memcpy(&Wdata[1], data, 2); //这里非常巧妙，很有意思，指针这么好用，跟数据一样；
Ret = I2cTransfer( ALC5623_addr |Codec_Write, Wdata,3, NULL,0);
free(Wdata); //3.之前有申请了空间，所以这里要释放
}
static uint8* ALC5623_ReadReg( uint8 Reg)
{
uint8 * ReadREG= malloc(16);
uint8 REGADDR[1];
memset(ReadREG,0,16);
REGADDR[0]=Reg;
I2cTransfer( ALC5623_addr |Codec_Write, REGADDR,1, NULL,0);
I2cTransfer( ALC5623_addr |Codec_Read, NULL,0, ReadREG,2);
return ReadREG;
}

它山之石可以攻玉：本人参照上面的例子写的，已在mt6737 andorid_m0上验证通过：

static int ALC5623_WriteReg( u8 Reg, u8 *data)

{
int ret = 0;
u8 databuf[4] = {0};

databuf[0] = Reg;

memcpy(&databuf[1], data, 2);

ret = i2c_master_send(rt5651_i2c_client, databuf, 3);
printk(" codec --- rt5651_i2c_write ret=%d, databuf[0]=0x%x, databuf[1]=0x%x,databuf[1]=0x%x\n", ret, databuf[0], databuf[1],databuf[2]);
if(ret < 0)
{
printk(" codec --- rt5651_i2c_write send data failed !\n");
return -1;
}
return ret;
}

static u8* ALC5623_ReadReg( u8 Reg)
{ u8 ret;
u8 ReadREG[2]= {0};
u8 REGADDR[1]= {0};
REGADDR[0]=Reg;
ret = i2c_master_send(rt5651_i2c_client, REGADDR, 1);
if (ret < 0)
{
printk(" codec --- rt5651_i2c_read I2C i/o error ret = %d\n", ret);
return ret;
}
mdelay(10);
ret = i2c_master_recv(rt5651_i2c_client, ReadREG, 2);
if (ret < 0)
{printk(" codec --- rt5651_i2c_read I2C read error ret = %d\n", ret);
return ret;
}
printk(" codec --- rt5651_i2c_read I2C read ReadREG[0]= %x ,ReadREG[1]= %x\n", ReadREG[0],ReadREG[1]);
return ReadREG;
}