英创信息技术嵌入式Linux工控板EM9160介绍

I2C总线是一种2线制的主从通讯协议，主要运用于器件之间的数据通讯，在嵌入式系统中得到非常广泛的应用。作为一款高性价比的嵌入式Linux工控板，EM9160的对I2C总线提供了良好的支持，其主要特点是EM9160的16位GPIO中的任意位都可作为I2C总线的时钟信号SCL或数据地址信号SDA，这样客户可根据自己整机的具体情况，灵活的配置EM9160的GPIO管脚来作为I2C总线信号。

在Linux环境，I2C的驱动程序已自动加载，其设备文件名为“/dev/em9x60_i2c”。应用程序通过3个IOCTL命令来操作I2C接口：首先需要配置I2C总线资源，包括SCL、SDA信号和通讯速度，然后才能根据具体芯片的特性对其内部寄存器进行读写操作。以下以电力智能终端中广泛使用的RTC芯片RX-8025为例，对I2C的操作流程作进一步的介绍。

硬件电路：RX-8025是一种带I2C总线接口的实时时钟（RTC）芯片，具有精确调整的晶体频率，可满足电力智能终端需求。在下图中，EM9160的GPIO6作为I2C总线的SCL信号、GPIO7作为SDA信号，注意10K上拉是必须的。

I2C总线配置：PWM调用函数fd=open（”/dev/em9x60_i2c”, O_RDWR）打开设备文件后，首先需要配置总线，具体操作是把参数设置到指定的数据结构中，再调用IOCTL命令如下：

struct i2c_config config; //定义在em9x60_drivers.h
config.scl_gpio_num = GPIO6; //GPIO6作为SCL，定义见em9x60_drivers.h
config.sda_gpio_num = GPIO7; //GPIO7作为SCL
config.speed = 0; //=0：正常速度；=1：高速；=2：全速

I2C总线的速度指波特率，=0是最通常的速度，大约200kbps，可用于大多数RTC、AD芯片；=1：高速时指波特率接近400kbps；=2：全速的波特率可高达1Mbps，主要用于存储器类型的芯片。设置操作如下：

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

I2C数据写：EM9160的I2C总线写操作，由数据结构struct i2c_io来传递参数和数据，具体定义可查看em9x60_drivers.h。写操作支持一次最多可写入16个字节，但具体写入多少还受I2C器件本身的限制，如RX-8025只支持一次对一个寄存器写入，例如写入30秒到RTC的秒寄存器的具体代码操作如下：

struct i2c_io io_info;
io_info.dev_addr = RX8025_ADDR; //RX8025_ADDR定义在RX-8025.h
io_info.reg_addr = SEC_REG; //SEC_REG定义在RX-8025.h
io_info.data_len = 1; //1个字节
io_info.data_buf[0] = 0x30; //注意是BCD码
rc = ioctl(fd, EM9X60_I2C_IOCTL_WRITE, &in_info); //执行写操作

I2C数据读：EM9160的I2C总线读操作，由数据结构struct i2c_io来传递参数和数据，具体定义可查看em9x60_drivers.h。读操作支持一次最多可写入16个字节，但具体一次读出多少字节还受I2C器件本身的限制，RX-8025支持一次读出多个寄存器的数据，例如一次读取全部日期时间信息共7个字节，具体代码操作如下：

struct i2c_io io_info;
io_info.dev_addr = RX8025_ADDR; //RX8025_ADDR定义在RX-8025.h
io_info.reg_addr = SEC_REG; //SEC_REG定义在RX-8025.h
io_info.data_len = 7; //7个字节
rc = ioctl(fd, EM9X60_I2C_IOCTL_READ, &in_info); //执行读操作

I2C数据读写所用的数据结构中，reg_addr表示被读写器件的寄存器地址，若为单字节地址，该变量的最高位（MSB = D31）应为0；若为双字节地址，地址占用reg_addr的D15 - D0（最低位，LSB），而变量的最高位D31必须置为1。另外，对不需要寄存器的器件，可把reg_addr设置为0xFFFFFFFF，这时驱动程序将不再发送寄存器地址。上述代码中从RX-8025读出的数据均为BCD，通常需要转换成C语言的整型数据类型。

为了方便客户使用RX-8025，我们编写了通过EM9160的I2C驱动程序操作RTC的范例程序，包括启动RTC，设置时间，读取时间等功能。感兴趣的客户可向英利公司技术支持索取范例源码。