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I2C部分已經(jīng)接近尾聲了，接下來(lái)我們回過(guò)頭來(lái)看一下剩下的一些小知識(shí)點(diǎn)。如 I2C 仲裁、Linux I2C 工具查看配置I2C設(shè)備、什么是漏極開(kāi)路等等。

一、動(dòng)手畫(huà)出I2C時(shí)序圖

看了那么多東西，都記不牢的或者理解不透。只有親自畫(huà)出時(shí)序圖，你才能明白的。

就畫(huà) MT9P031 寫(xiě)操作，設(shè)備寫(xiě)地址為0xBA，片內(nèi)寄存器地址為0x09，發(fā)送數(shù)據(jù) 0000 0010 和 1000 0100

、

我只畫(huà)了起始位、設(shè)備寫(xiě)地址為0xBA、ACK 這幾部分，詳細(xì)的看下圖。

?

當(dāng)你畫(huà)的時(shí)候，你就會(huì)注意到I2C協(xié)議的一些知識(shí)了：

1、SCL 為低電平，SDA 可以進(jìn)行修改；
2、SCL 為高電平，SDA 保持穩(wěn)定不變；
3、SCL 為高電平時(shí)，如果 SDA 有變動(dòng)則視為特殊狀況：啟動(dòng)（啟始，SDA 由高轉(zhuǎn)為低）或停止（結(jié)束，SDA 由低轉(zhuǎn)為高）。?
上面三條定義剛好把SCL和SDA三條訊號(hào)線會(huì)發(fā)生的訊號(hào)全部都包括了。

4、除了Start（啟始）和Stop（結(jié)束）二個(gè)訊號(hào)之外，所有的信號(hào)傳輸固定8 bits（1 字節(jié)）為一組，這一個(gè)字節(jié)可能是一個(gè)設(shè)備地址，寄存器地址或?qū)懭牖蜃x取從機(jī)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)首先傳輸最高有效位（MSB）。
5、發(fā)送端在每組（8位）信號(hào)發(fā)出后，需讀取接收端所回應(yīng)的一個(gè) ACK 位（信號(hào)為低）或 NACK 位（信號(hào)為高）。 （注意：發(fā)送端不一定是master。例如：讀取資料時(shí)，發(fā)送端為slave）。

6、設(shè)備地址讀/寫(xiě)位，0 表示主設(shè)備向從設(shè)備寫(xiě)數(shù)據(jù)，1 表示主設(shè)備向從設(shè)備讀數(shù)據(jù)。

以AT24C02存儲(chǔ)器為例：
通過(guò)芯片手冊(cè)，得到設(shè)備地址相關(guān)的內(nèi)容：
? 1010A2A1A0R/W：設(shè)備地址不包含讀寫(xiě)位，右移1位，高位補(bǔ)0?=》?01010A2A1A0(A2A1A0都接地)=01010000=》AT24C02在開(kāi)發(fā)板上的設(shè)備地址為0x50
? 讀設(shè)備地址 = 設(shè)備地址 << 1 | 讀寫(xiě)位(1) = 0xA1
? 寫(xiě)設(shè)備地址 = 設(shè)備地址 << 1 | 讀寫(xiě)位(0) = 0xA0

二、I2C仲裁機(jī)制

?

我們曉得 I2C 允許多個(gè)主設(shè)備和多個(gè)從設(shè)備。如果兩個(gè)或兩個(gè)以上的主設(shè)備同時(shí)向總線上發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)并開(kāi)始傳送數(shù)據(jù)，這樣就形成了沖突。要解決這種沖突，就要進(jìn)行仲裁的判決，這就是 I2C 總線上的仲裁。

?

I2C總線上的仲裁分兩部分：SCL線的同步和SDA線的仲裁。

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（1）同步

所有主機(jī)在 SCL 線上產(chǎn)生它們自己的時(shí)鐘來(lái)傳輸 I2C 總線上的報(bào)文。數(shù)據(jù)只在時(shí)鐘的高電平周期有效。因此，需要一個(gè)確定的時(shí)鐘進(jìn)行逐位仲裁。
時(shí)鐘同步通過(guò)?線“與”（Wired-AND）連接 I2C 接口到 SCL 線來(lái)執(zhí)行。這就是說(shuō)： SCL 線的高到低切換會(huì)使器件開(kāi)始數(shù)它們的低電平周期，而且一旦器件的時(shí)鐘變低電平，它會(huì)使 SCL 線保持這種狀態(tài)直到到達(dá)時(shí)鐘的高電平。但是，如果另一個(gè)時(shí)鐘仍處于低電平周期，這個(gè)時(shí)鐘的低到高切換不會(huì)改變 SCL 線的狀態(tài)。因此，SCL 線被有最長(zhǎng)低電平周期的器件保持低電平。此時(shí)，低電平周期短的器件會(huì)進(jìn)入高電平的等待狀態(tài)。

當(dāng)所有有關(guān)的器件數(shù)完了它們的低電平周期后，時(shí)鐘線被釋放并變成高電平。之后，器件時(shí)鐘和 SCL 線的狀態(tài)沒(méi)有差別。而且所有器件會(huì)開(kāi)始數(shù)它們的高電平周期。首先完成高電平周期的器件會(huì)再次將 SCL 線拉低。
這樣，產(chǎn)生的同步 SCL 時(shí)鐘的低電平周期由低電平時(shí)鐘周期最長(zhǎng)的器件決定，而高電平周期由高電平時(shí)鐘周期最短的器件決定。

（2）仲裁

主機(jī)只能在總線空閑的時(shí)侯啟動(dòng)傳輸。兩個(gè)或多個(gè)主機(jī)可能在起始條件的最小持續(xù)時(shí)間（tHD;STA）內(nèi)產(chǎn)生一個(gè)起始條件，結(jié)果在總線上產(chǎn)生一個(gè)規(guī)定的起始條件。
當(dāng) SCL 線是高電平時(shí)，仲裁在 SDA 線發(fā)生；這樣，在其他主機(jī)發(fā)送低電平時(shí)，發(fā)送高電平的主機(jī)將斷開(kāi)它的數(shù)據(jù)輸出級(jí)，因?yàn)榭偩€上的電平與它自己的電平不相同。

仲裁可以持續(xù)多位。它的第一個(gè)階段是比較地址位。如果每個(gè)主機(jī)都嘗試尋址相同的器件，仲裁會(huì)繼續(xù)比較數(shù)據(jù)位（如果是主機(jī)-發(fā)送器）或者比較響應(yīng)位（如果是主機(jī)-接收器）。因?yàn)?I2C 總線的地址和數(shù)據(jù)信息由贏得仲裁的主機(jī)決定，在仲裁過(guò)程中不會(huì)丟失信息。丟失仲裁的主機(jī)可以產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖直到丟失仲裁的該字節(jié)末尾。
由于 Hs 模式的主機(jī)有一個(gè)唯一的 8 位主機(jī)碼，因此一般在第一個(gè)字節(jié)就可以結(jié)束仲裁。如果主機(jī)也結(jié)合了從機(jī)功能 而且在尋址階段丟失仲裁，它很可能就是贏得仲裁的主機(jī)在尋址的器件。因此，丟失仲裁的主機(jī)必須立即切換到它的從機(jī)模式。
下圖顯示了兩個(gè)主機(jī)的仲裁過(guò)程。當(dāng)然，可能包含更多的內(nèi)容（由連接到總線的主機(jī)數(shù)量決定）。此時(shí)，產(chǎn)生 DATA1 的主機(jī)的內(nèi)部數(shù)據(jù)電平與 SDA 線的實(shí)際電平有一些差別，如果關(guān)斷數(shù)據(jù)輸出，這就意味著總線連接了一個(gè)高輸出電平。這不會(huì)影響由贏得仲裁的主機(jī)初始化的數(shù)據(jù)傳輸。

由于 I2C 總線的控制只由地址或主機(jī)碼以及競(jìng)爭(zhēng)主機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)決定，沒(méi)有中央主機(jī)，總線也沒(méi)有任何定制的優(yōu)先權(quán)。
必須特別注意的是：在串行傳輸時(shí)，當(dāng)重復(fù)起始條件或停止條件發(fā)送到 I2C 總線的時(shí)侯，仲裁過(guò)程仍在進(jìn)行。如果可能產(chǎn)生這樣的情況，有關(guān)的主機(jī)必須在幀格式相同位置發(fā)送這個(gè)重復(fù)起始條件或停止條件。也就是說(shuō)，仲裁不能在下面的情況之間進(jìn)行：
1、重復(fù)起始條件和數(shù)據(jù)位
2、停止條件和數(shù)據(jù)位
3、重復(fù)起始條件和停止條件
4、從機(jī)不被卷入仲裁過(guò)程

?

I2C 仲裁機(jī)制，理解了?線“與”（Wired-AND），就一目了然了。

或者再簡(jiǎn)單說(shuō)，它遵循“低電平優(yōu)先”的原則，即誰(shuí)先發(fā)送低電平誰(shuí)就會(huì)掌握對(duì)總線的控制權(quán)。

三、Linux I2C 工具查看配置I2C設(shè)備

（1）下載安裝

參看：i2c-tools -- 維基百科

i2c-tools軟件包包含一組用于Linux的異構(gòu)I2C工具：
總線探測(cè)工具，芯片翻轉(zhuǎn)器，寄存器級(jí)SMBus訪問(wèn)助手，EEPROM解碼腳本，EEPROM編程工具以及用于SMBus訪問(wèn)的python模塊。 只要內(nèi)核包含I2C支持，所有版本的Linux都受支持。

下載：i2c-tools 下載

修改 Makefile ，編譯器改為交叉編譯：

?

COMPILE_PREFIX := /home/tarena/esd1503/arm-2009q3/bin/CC := $(COMPILE_PREFIX)arm-none-linux-gnueabi-gccAR := $(COMPILE_PREFIX)arm-none-linux-gnueabi-ar

生成?i2cdetect, i2cdump, i2cget, i2cset，i2ctransfer

使用 file 指令檢查一下：

?

?

# file i2cdetect i2cdetect: ELF 32-bit LSB executable, ARM, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.16, not stripped

（2）使用

使用 tftp 將?i2cdetect, i2cdump, i2cget, i2cset，i2ctransfer 拷貝到開(kāi)發(fā)板中。

然后執(zhí)行 i2cdetect，出現(xiàn)錯(cuò)誤：

?

# ./i2cdetect -l ./i2cdetect: error while loading shared libraries: libi2c.so.0: cannot open shared object file: No such file or directory

缺少共享庫(kù)?libi2c.so.0，將i2c-tools-4.0/lib/libi2c.so.0.1.0 拷貝到開(kāi)發(fā)板 lib 目錄下，然后增加權(quán)限 chmod 777?libi2c.so.0.1.0，然后重命名為?libi2c.so.0。

?

PS：本來(lái)想拷貝libi2c.so.0的，但是它和libi2c.so.0.1.0是硬鏈接關(guān)系，拷貝出現(xiàn)錯(cuò)誤。

?

# stat libi2c.so.0文件："libi2c.so.0" -> "libi2c.so.0.1.0"大小：15 塊：0 IO 塊：4096 符號(hào)鏈接 設(shè)備：801h/2049d Inode：2128654 硬鏈接：1 權(quán)限：(0777/lrwxrwxrwx) Uid：( 0/ root) Gid：( 0/ root) 最近訪問(wèn)：2017-12-20 10:31:47.155123897 +0800 最近更改：2017-12-20 10:24:43.174893417 +0800 最近改動(dòng)：2017-12-20 10:24:43.174893417 +0800 創(chuàng)建時(shí)間：-

然后直接用?libi2c.so.0.1.0 也不行，需要重命名為?libi2c.so.0

?

到此可以在開(kāi)發(fā)板上執(zhí)行 i2cdetect：

]# ./i2cdetect -l i2c-0 i2c s3c2410-i2c I2C adapter i2c-1 i2c s3c2410-i2c I2C adapter i2c-2 i2c s3c2410-i2c I2C adapter

（3）詳解指令

現(xiàn)在挨個(gè)來(lái)看一下這些指令都該如何使用。

參看：Configuring_Aptina_MT9P031_using_i2c-tools

因?yàn)槲屹?gòu)買(mǎi)的 S5PV210 開(kāi)發(fā)板沒(méi)有 AT24C02 和 S3C2410 芯片，所以沒(méi)法測(cè)試。為了測(cè)試，找出塵封了好久的 DM368 開(kāi)發(fā)板，主要看MT9P031。

1、i2cdetect 指令

查看它的選項(xiàng)：

# i2cdetect Error: No i2c-bus specified! Usage: i2cdetect [-y] [-a] [-q|-r] I2CBUS [FIRST LAST]i2cdetect -F I2CBUSi2cdetect -lI2CBUS is an integer or an I2C bus nameIf provided, FIRST and LAST limit the probing range.

?

首先在你的主板的終端中運(yùn)行 i2cdetect -l 命令：

# i2cdetect -l i2c-1 i2c DaVinci I2C adapter I2C adapter

該命令將顯示任何可用的I2C總線。而輸出的結(jié)果告訴我們有一個(gè) I2C 總線，其ID是 i2c-1

?

一旦獲得了I2C總線名稱，就可以通過(guò)運(yùn)行 i2cdetect -y I2CBUS?得到總線上都掛載的所有設(shè)備的設(shè)備地址

其中，I2CBUS?是一個(gè)整數(shù)或I2C總線名稱。

# i2cdetect -y 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 00: -- -- -- -- -- 08 -- -- -- -- -- -- -- 10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- -- 20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 40: -- -- -- -- -- -- -- -- 48 -- -- -- -- -- -- -- 50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- 60: -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- -- -- -- -- 70: -- -- -- UU -- -- -- --

?

通過(guò)，參看：S5PV210開(kāi)發(fā) -- I2C 你知道多少？（一）?知道 MT9P031 的設(shè)備地址為 0x5d。

然后查看下圖可以發(fā)現(xiàn) I2C 總線上是有掛載 MT9P031 設(shè)備地址的。

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如果不確定，那么來(lái)做個(gè)測(cè)試，關(guān)閉電源，去除攝像頭，然后再次執(zhí)行 i2cdetect -y 1

結(jié)果如下，可以得出 0x5d 就是sensor MT9P031 的設(shè)備地址。

# i2cdetect -y 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 00: -- -- -- -- -- 08 -- -- -- -- -- -- -- 10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- -- 20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 40: -- -- -- -- -- -- -- -- 48 -- -- -- -- -- -- -- 50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 60: -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- -- -- -- -- 70: -- -- -- UU -- -- -- --

2、i2cdump 指令

查看它的選項(xiàng)

# i2cdump Error: No i2c-bus specified! Usage: i2cdump [-f] [-y] [-r first-last] I2CBUS ADDRESS [MODE [BANK [BANKREG]]]I2CBUS is an integer or an I2C bus nameADDRESS is an integer (0x03 - 0x77)MODE is one of:b (byte, default)w (word)W (word on even register addresses)s (SMBus block)i (I2C block)c (consecutive byte)Append p for SMBus PEC

如果想要導(dǎo)出I2C設(shè)備中的所有寄存器內(nèi)容，運(yùn)行指令 i2cdump -f -y I2CBUS ADDRESS

其中 I2CBUS 是一個(gè)整數(shù)或I2C總線名稱，ADDRESS是一個(gè)整數(shù)（0x03 - 0x77）。

例如，我們查看 MT9P031的寄存器內(nèi)容。

# i2cdump -f -y 1 0x5d No size specified (using byte-data access)0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 0123456789abcdef 00: 18 00 00 07 0a 00 00 1f 00 07 80 00 00 00 00 00 ?..??..?.??..... 10: 00 64 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 40 00 .d............@. 20: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 04 10 00 00 00 00 00 .........??..... 30: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 12 00 80 00 ............?.?. 40: 00 00 00 00 02 10 10 10 00 00 00 00 00 0e 10 00 ....????.....??. 50: 80 00 80 00 00 00 00 00 80 00 00 00 00 2d 41 23 ?.?.....?....-A# 60: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ................ 70: 00 a7 a7 0c 06 56 6b 6b a5 ab a9 a7 a7 ff a9 a9 .????Vkk?????.?? 80: 00 1f 00 1b 1d 00 18 1a 00 00 00 00 00 00 00 00 .?.??.??........ 90: 07 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 ?............... a0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 07 0a ca 00 44 ...........???.D b0: bc 48 be 48 b8 c2 e0 06 01 09 09 09 03 0b 09 08 ?H?H???????????? c0: 02 01 04 06 06 0e 05 0b d2 c4 1a 49 a4 46 b0 60 ???????????I?F?` d0: 44 08 d0 34 ee 4d 27 92 8d 5e a0 0f 91 24 9c 95 D??4?M'??^???$?? e0: 78 6c 11 d1 b4 13 59 1e 7c ad a1 3e e4 a1 14 13 xl????Y?|??>???? f0: 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 a3 0a 56 71 00 18 ..........??Vq.?

3、i2cget 指令

查看它的選項(xiàng)

# i2cget Usage: i2cget [-f] [-y] I2CBUS CHIP-ADDRESS [DATA-ADDRESS [MODE]]I2CBUS is an integer or an I2C bus nameADDRESS is an integer (0x03 - 0x77)MODE is one of:b (read byte data, default)w (read word data)c (write byte/read byte)Append p for SMBus PEC

上面 i2cdump 是讀取所有寄存器的內(nèi)容，那么如果只是想要讀取特定寄存器的內(nèi)容呢。

運(yùn)行指令 i2cget -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS MODE

其中 I2CBUS 是一個(gè)整數(shù)或 I2C 總線名稱，ADDRESS 是一個(gè)整數(shù)（0x03 - 0x77）。

MODE是以下之一：
? ? ?b（讀取字節(jié)數(shù)據(jù)，默認(rèn)）
? ? ?w（讀取字?jǐn)?shù)據(jù)）
? ? ?c（寫(xiě)入字節(jié)/讀取字節(jié)）

還是以 MT9P031 為例，我們看它的時(shí)序圖，片內(nèi)寄存器地址是 0x09。那我們就看這個(gè)寄存器的內(nèi)容好了。

由于MT9P031有16位寄存器，所以我們必須使用讀取字?jǐn)?shù)據(jù)（w）。

?

# i2cget -f -y 1 0x5d 0x09 w 0x9707

我們看到MT9P031的數(shù)據(jù)表，你會(huì)看到正確的芯片版本寄存器的值是0x0284。就算是由于大小端的原因得出的結(jié)果最多也會(huì)是 0x8402，但是我們得到的卻是 0x9707 我就不曉得為什么了。

?

再舉個(gè)例子：

# i2cget -f -y 1 0x5d 0x00 w 0x0118

想要查看 MT9P031 的芯片 ID。片內(nèi)寄存器地址為 0x00，得出的值為 0x0118，大小端轉(zhuǎn)換其結(jié)果應(yīng)為 0x1801.

然后再查看，內(nèi)核啟動(dòng)信息里的這段話。

mt9p031 1-005d: Detected a MT9P031 chip ID 1801 mt9p031 1-005d: mt9p031 1-005d decoder driver registered !! vpfe-capture vpfe-capture: v4l2 sub device mt9p031 registered vpfe_register_ccdc_device: DM365 ISIF DM365 ISIF is registered with vpfe.

發(fā)現(xiàn) MT9P031的chip ID 確實(shí)是 1801。

4、i2cset 指令

查看它的選項(xiàng)

# i2cset Usage: i2cset [-f] [-y] [-m MASK] I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS [VALUE] [MODE]I2CBUS is an integer or an I2C bus nameADDRESS is an integer (0x03 - 0x77)MODE is one of:c (byte, no value)b (byte data, default)w (word data)Append p for SMBus PEC

如果你想在特定的寄存器內(nèi)容寫(xiě)入呢？運(yùn)行指令?i2cset -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS VALUE MODE

其中?I2CBUS 是一個(gè)整數(shù)或 I2C 總線名稱，ADDRESS 是一個(gè)整數(shù)（0x03 - 0x77）,VALUE是要寫(xiě)入寄存器的值。

MODE是以下之一：
? ? ?b（讀取字節(jié)數(shù)據(jù)，默認(rèn)）
? ? ?w（讀取字?jǐn)?shù)據(jù)）
? ? ?c（寫(xiě)入字節(jié)/讀取字節(jié)）

?

我們將 MT9P031 片內(nèi)寄存器 0x09， 以讀取字?jǐn)?shù)據(jù)（w），這次我們寫(xiě)入正確的值 0x0284。

# i2cset -f -y 1 0x5d 0x09 0x8402 w再讀取： # i2cget -f -y 1 0x5d 0x09 w 0x8402

說(shuō)明可以內(nèi)容寫(xiě)入的，重啟開(kāi)發(fā)板發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)沒(méi)有被重置，依舊是 0x8402 。

?

再舉個(gè)例子：

之前我的DM368開(kāi)發(fā)板主頻為270Mhz，CVDD電壓為1.2V，而只有當(dāng)電壓為1.35v才能實(shí)現(xiàn)主頻為432Mhz。

我用的電源管理芯片是TVP65023RSB，這個(gè)芯片該如何配置，使其生成1.35v呢？

查看芯片手冊(cè)，如下這段話，得出TVP65023 的設(shè)備地址為 0x48

The TPS65023 has a 7-bit address:?1001000, other addresses are available upon contact with the factory # i2cdetect -y 1? 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 00: -- -- -- -- -- 08 -- -- -- -- -- -- --? 10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- --? 20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --? 30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --? 40: -- -- -- -- -- -- -- -- 48 -- -- -- -- -- -- --? 50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- --? 60: -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- -- -- -- --? 70: -- -- -- UU -- -- -- --

?

然后繼續(xù)查看芯片手冊(cè)：

?

通過(guò)i2ctool修改寄存器： 主要有關(guān)的寄存器為05和06如下圖：
i2cset -f -y 1 0x48 0x05 0x80
i2cset -f -y 1 0x48 0x06 0x16

ok！！！ ? 有電壓1.35v。
到這步又有問(wèn)題了，通過(guò)I2Ctool可以獲得1.35v，但是掉電后會(huì)恢復(fù)默認(rèn)的1.2v。

所以最后還是更改硬件電路實(shí)現(xiàn)的。

（4）Linux 下 i2c 的其他操作

查看 i2c-1總線：

/sys/devices/platform/i2c_davinci.1/i2c-1# ls 1-001b 1-0049 1-0073 name 1-0025 1-0050 delete_device new_device 1-002c 1-005d device subsystem 1-0039 1-0068 i2c-dev uevent

然后進(jìn)入 1-005d 目錄，查看 name：

/sys/devices/platform/i2c_davinci.1/i2c-1/1-005d# ls driver ? ? modalias ? name ? ? ? subsystem ?uevent/sys/devices/platform/i2c_davinci.1/i2c-1/1-005d# cat name mt9p031

查看I2C設(shè)備：

/sys/bus/i2c/drivers# ls PCA9543A dummy rtc-ds1307 tvp514x aic3x I2C Codec mt9p031 ths7303 dev_driver pcf857x tps65023

我這個(gè)只有一個(gè) i2c-1 總線，如果是多個(gè)總線的話，通過(guò)這種方法就可以知道從設(shè)備是在哪個(gè)總線上了。

（當(dāng)然文件系統(tǒng)不一樣，可能位置也不同，僅供參考）

四、漏極開(kāi)路

我們知道?I2C 器件連接到總線輸出級(jí)必須是集電極開(kāi)路或漏極開(kāi)路形式才能實(shí)現(xiàn)線“與”的邏輯功能。

那么問(wèn)題來(lái)了，什么是漏極開(kāi)路或者集電極開(kāi)路呢？

之前簡(jiǎn)單介紹過(guò)三極管，參看：S5PV210開(kāi)發(fā) -- 驅(qū)動(dòng)開(kāi)發(fā)相關(guān)硬件簡(jiǎn)介

再參看：如何正確的理解漏極開(kāi)路輸出跟推挽輸出？ —— 知乎

再參看：集電極開(kāi)路 -- 維基百科

（1）推挽（push-pull）輸出

要理解推挽輸出，首先要理解好三極管（晶體管）的原理。下面這種三極管有三個(gè)端口，分別是基極（Base）、集電極（Collector）和發(fā)射極（Emitter）。下圖是NPN型晶體管。

這種三極管是電流控制型元器件，注意關(guān)鍵詞電流控制。意思就是說(shuō)，只要基極B有輸入（或輸出）電流就可以對(duì)這個(gè)晶體管進(jìn)行控制了。
下面請(qǐng)?jiān)试S我換一下概念，把基極B視為控制端，集電極C視為輸入端，發(fā)射極E視為輸出端。這里輸入輸出是指電流流動(dòng)的方向。

當(dāng)控制端有電流輸入的時(shí)候，就會(huì)有電流從輸入端進(jìn)入并從輸出端流出。

而PNP管正好相反，當(dāng)有電流從控制端流出時(shí)，就會(huì)有電流從輸入端流到輸出端。

那么推挽電路：

上面的三極管是N型三極管，下面的三極管是P型三極管，請(qǐng)留意控制端、輸入端和輸出端。
當(dāng)Vin電壓為V+時(shí)，上面的N型三極管控制端有電流輸入，Q3導(dǎo)通，于是電流從上往下通過(guò)，提供電流給負(fù)載。

經(jīng)過(guò)上面的N型三極管提供電流給負(fù)載（Rload），這就叫「推」。
當(dāng)Vin電壓為V-時(shí)，下面的三極管有電流流出，Q4導(dǎo)通，有電流從上往下流過(guò)。

經(jīng)過(guò)下面的P型三極管提供電流給負(fù)載（Rload），這就叫「挽」。
以上，這就是推挽（push-pull）電路。

（2）漏極開(kāi)路（Open-Drain）

要理解開(kāi)漏，可以先理解開(kāi)集。

如圖，開(kāi)集（Open Collector）的意思，就是集電極C一端什么都不接，直接作為輸出端口。
如果要用這種電路帶一個(gè)負(fù)載，比如一個(gè)LED，必須接一個(gè)上拉電阻（Pull up 電阻），就像這樣。

當(dāng)Vin沒(méi)有電流，Q5斷開(kāi)時(shí)，LED亮。
當(dāng)Vin流入電流，Q5導(dǎo)通時(shí)，LED滅。

開(kāi)漏電路，就是把上圖中的三極管換成場(chǎng)效應(yīng)管（MOSFET）。
N型場(chǎng)效應(yīng)管各個(gè)端口的名稱：

場(chǎng)效應(yīng)管是電壓控制型元器件，只要對(duì)柵極施加電壓，DS就會(huì)導(dǎo)通。結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管有一個(gè)特性就是它的輸入阻抗非常大，這意味著：沒(méi)有電流從控制電路流出，也沒(méi)有電流進(jìn)入控制電路。沒(méi)有電流流入或流出，就不會(huì)燒壞控制電路。而雙極型晶體管不同，是電流控制性元器件，如果使用開(kāi)集電路，可能會(huì)燒壞控制電路。這大概就是我們總是聽(tīng)到開(kāi)漏電路而很少聽(tīng)到開(kāi)集電路的原因吧？因?yàn)殚_(kāi)集電路被淘汰了。

（3）、I2C電氣特性

那我們現(xiàn)在分析一下 I2C 的電氣特性。

參看：Understanding the I 2C Bus

I2C在同一條線上使用一個(gè)漏極開(kāi)路/集電極開(kāi)路的輸入緩沖器，從而允許一條數(shù)據(jù)線 用于雙向數(shù)據(jù)流。

1、雙向通信的開(kāi)漏?

漏極開(kāi)路指的是一種輸出，它可以將總線拉低到一個(gè)電壓（接地），或者“釋放”總線，并通過(guò)一個(gè)上拉電阻來(lái)拉起它。 如果總線在由主機(jī)或從機(jī)釋放，線上的上拉電阻（Rpu）負(fù)責(zé)拉總線電壓直至電源軌。 由于沒(méi)有設(shè)備可能會(huì)迫使一個(gè)高線，這意味著總線永遠(yuǎn)不會(huì)遇到一個(gè)通信問(wèn)題，一個(gè)設(shè)備可能試圖發(fā)送一個(gè)高，另一個(gè)發(fā)送一個(gè)低， 造成短路（電源導(dǎo)軌接地）。 I2C 要求如果多主環(huán)境中的主設(shè)備傳輸一個(gè)高，但看到的線路是低的（另一個(gè)設(shè)備拉下來(lái)），以停止通信，因?yàn)榱硪慌_(tái)設(shè)備正在使用該總線（這也就是仲裁機(jī)制，線“與”）。推挽接口不允許這種類型的自由，這是一個(gè) I2C 的好處。

上圖顯示了 SDA / SCL 線上從設(shè)備或主設(shè)備內(nèi)部結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化視圖，由讀取輸入數(shù)據(jù)的緩沖器和下拉式FET來(lái)傳輸數(shù)據(jù)組成。?一個(gè)設(shè)備是只能將總線拉低（提供對(duì)地短路）或釋放總線（高阻接地），并允許上拉電阻提高電壓。?這是處理 I2C 時(shí)要實(shí)現(xiàn)的一個(gè)重要概念，因?yàn)闆](méi)有設(shè)備可以保持高總線。這個(gè)屬性是允許雙向通信發(fā)生。

2、漏極開(kāi)路拉低

如前一節(jié)所述，漏極開(kāi)路設(shè)置可能只會(huì)拉低總線或“釋放”它，并讓一個(gè)電阻拉高。?

下圖顯示了拉低總線電流的流程。?想要傳送一個(gè)邏輯低電平時(shí)將激活下拉FET（場(chǎng)效應(yīng)管），從而提供短路接地，拉低線路。

3、漏極開(kāi)路釋放總線

當(dāng)從設(shè)備或主設(shè)備希望傳輸一個(gè)邏輯高電平時(shí)，只能通過(guò)關(guān)閉下拉FET（場(chǎng)效應(yīng)管）來(lái)釋放總線。?這使得總線懸空，上拉電阻將把電壓拉高到電壓軌，這將被解釋為一個(gè)高電平。?下圖顯示了通過(guò)上拉電阻的電流流動(dòng)，拉高總線。

?

五、總結(jié)

I2C 總結(jié)用了十多天的時(shí)間，寫(xiě)了三篇文章，可算是講完了，不容易啊。

而且我覺(jué)得講的相當(dāng)細(xì)致了，結(jié)合了之前開(kāi)發(fā)時(shí)需要的問(wèn)題，I2C 的軟硬件都有涉及到。

以后開(kāi)發(fā)再遇到 I2C 通信，絕對(duì)的不用愁了。哈哈...

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與50位技術(shù)專家面對(duì)面20年技術(shù)見(jiàn)證，附贈(zèng)技術(shù)全景圖

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的S5PV210开发 -- I2C 你知道多少？（三）的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問(wèn)題。

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