linux平台上GPIO模拟I2C

      GPIO模拟I2C是嵌入式中较为常用的一种应用。各个地方有各种不同的做法，按照我自己的个人理解，最好是把I2C的各种状态分割开来，比如起始条件终止条件，读数据和写数据，然后根据具体的使用场合组合起来。

      这里需要注意两点：一是SCL的波形并不规律，不能将它理解为方波，它本身只是一段段独立的波形。二是每段操作时，之前和之后的SCL和SDA波形是可以忽略的；通常情况下I2C开始之前和I2C结束之后，两者都是有上拉的高电平，而在正常工作时两者不受控制的情况下都是默认低电平。三是I2C是要默认外部上拉的，但是不能有内部上拉也就是必须内部下拉，否则会出现I2C传输时的错误。

• （1）基础宏定义  
•   
• #define GPIO_SCL             S3C2410_GPF3  
• #define GPIO_SDA             S3C2410_GPF0  
• #define GPIO_SDA_OUTP   S3C2410_GPF0_OUTP  //设定SDA输出  
• #define GPIO_SDA_INP      S3C2410_GPF0_INP     //设定SDA输入  
• #define GPIO_SCL_OUTP   S3C2410_GPF3_OUTP  //设定SCL输出  
•   
• void I2C_SCL_OUTP( void )  
• {  
•       s3c2410_gpio_cfgpin(GPIO_SCL,GPIO_SCL_OUTP);  
• }  
•   
• void I2C_SCL_Output(u8 value)  
• {  
•       if(value)  
•       {                                                  
•             s3c2410_gpio_setpin(GPIO_SCL,value);   
•       }  
•       else  
•       {  
•             s3c2410_gpio_setpin(GPIO_SCL,value );   
•       }   
• }  
•   
•    
•   
• void I2C_SDA_Mode(u8 v_mode)   //SDA输出方向  
• {  
•        if(v_mode)  
•        {                                                  
•               s3c2410_gpio_cfgpin(GPIO_SDA, GPIO_SDA_OUTP);     
•        }  
•        else  
•        {  
•               s3c2410_gpio_cfgpin(GPIO_SDA, GPIO_SDA_INP);     
•        }  
• }  
•   
• void I2C_SDA_Output(u8 value)  
• {  
•        if(value)  
•        {                                                  
•                s3c2410_gpio_setpin(GPIO_SDA,value);   
•        }  
•        else  
•        {  
•                 s3c2410_gpio_setpin(GPIO_SDA,value );   
•        }  
• }  
•   
• u8 I2C_SDA_Read(void)    //SDA读数据  
• {  
•        return s3c2410_gpio_getpin(GPIO_SDA);   
• }  
•   
• （2）基础段  
•   
• void I2C_Init(void)  
• {   
•       I2C_SDA_Output(1);  
•       I2C_SCL_Output(1);      //默认拉高  
• }  
•   
• void I2C_Wait(void)  
• {  
•       u16 i;  
•       for(i=0;i<200;i++);  
• }  
•   
• void I2C_Start(void)   
• {  
•       I2C_SDA_Output(1);  
•       I2C_SCL_Output(1);  
•       I2C_Wait();  
•       I2C_SDA_Output(0);  
•       I2C_Wait();  
•       I2C_SCL_Output(0);  
• }  
• void I2C_Stop(void)   
• {  
•       I2C_SDA_Output(0);  
•       I2C_Wait();  
•       I2C_SCL_Output(1);  
•       I2C_Wait();  
•       I2C_SDA_Output(1);  
• }  
•   
• （3）读写单个字节的段  
•   
• u8 I2C_Send_Byte(u8 bytedata)   
• {  
•       u8 i,ack;  
•       I2C_SDA_Mode(1);  //SDA输出  
•       I2C_SCL_OUTP();  
•       for (i = 0; i < 8; i++)   
•       {  
•               if (bytedata & 0x80)   
•               {  
•                      I2C_SDA_Output(1);  
•               }  
•               else  
•               {  
•                     I2C_SDA_Output(0);  
•               }  
•               bytedata <<= 1;  
•                
•               I2C_SCL_Output(1);  
•               udelay(3);  
•               I2C_SCL_Output(0);  
•               udelay(1);  
•        }      
•      
•         I2C_SDA_Output(1);  //release  
•         udelay(3);  
•          
•         I2C_SDA_Mode(0);  //设定SDA输入  
•         I2C_SCL_Output(1);     
•         udelay(3);  
•         ack = I2C_SDA_Read();   //读应答  
•         I2C_SDA_Mode(1);   
•         I2C_SCL_Output(0);   
•         udelay(3);  
•          
•         return ack;     
• }  
•   
• u8 I2C_Receive_Byte(void)   
• {  
•        u8 i;  
•        u8 bytedata = 0x00;  
•        u8 temp;  
•    
•        I2C_SDA_Mode(0);   
•        for ( i = 0; i < 8; i++)  
•        {  
•              I2C_SCL_Output(1);  
•              udelay(3);  
•   
•    
•   
•              bytedata <<= 1;  
•              temp = I2C_SDA_Read();   
•              printk("reda SDA'value is:%d/n",temp);  
•    
•              if (temp)  
•                    bytedata |= 0x01;   
•              printk("  bytedata is:%x/n",bytedata);  
•              I2C_SCL_Output(0);  
•              udelay(1);  
•        }  
•        I2C_SDA_Mode(1);   
•        return bytedata;  
• }  
•   
• （4）读写单个字节的I2C应用函数  
•   
• u8 I2C_Byte_Write(u8 device_ID,u8 address,u8 bytedata)  
• {     
•        u8 ack;  
•        printk("device_ID is:%x/n",device_ID);  
•        printk("address is:%x/n",address);  
•        printk("date is:%x/n",bytedata);  
•        I2C_Start();   
•        ack=I2C_Send_Byte(device_ID);  
•        printk("ack is:%d/n",ack);  
•        if(ack)   
•   
•              I2C_Stop();  
•        I2C_Send_Byte(address);  
•        I2C_Send_Byte(bytedata);  
•        I2C_Stop();  
•        I2C_Wait();   
•        return 0;  
• }  
•   
• u8 I2C_Byte_Read(u8 device_ID,u8 address)  
• {     
•        u8 bytedata;  
•   
•        I2C_Start();  
•        I2C_Send_Byte(device_ID);  
•        I2C_Send_Byte(address);  
•        I2C_Start();  
•        I2C_Send_Byte(device_ID+1);  
•        bytedata = I2C_Receive_Byte();  //读单个字节，不需要再发应答  
•        I2C_Stop();      
•        return bytedata;  
• }  
•   
• （5）类似可以完成读写多个字节的函数，暂不补充。  
  

==================================================================================================================================

==================================================================================================================================

第二种方式也可以用

• #ifdef I2C_USE_GPIO  
• #define GPIO_I2C_DEBUG  
•   
• #define GPIO_I2C_SDA_PIN   GPIO_I2C1_SCA_PIN  
• #define GPIO_I2C_SCA_PIN   GPIO_I2C1_SDA_PIN  
• #define GPIO_SDA_OUTP   mt_set_gpio_dir(GPIO_I2C_SDA_PIN,GPIO_DIR_OUT)  //设定SDA输出  
• #define GPIO_SDA_INP      mt_set_gpio_dir(GPIO_I2C_SDA_PIN,GPIO_DIR_IN)     //设定SDA输入  
• #define GPIO_SCL_OUTP   mt_set_gpio_dir(GPIO_I2C_SCA_PIN,GPIO_DIR_OUT)  //设定SCL输出  
•   
• #define I2C_SDA_Output(value)  mt_set_gpio_out(GPIO_I2C_SDA_PIN,value)  
• #define I2C_SCL_Output(value)  mt_set_gpio_out(GPIO_I2C_SCA_PIN,value)  
•   
• #define DELAY_TIME   0xc0  
•   
• u8 I2C_SDA_Read(void)    //SDA读数据  
• {  
•        return mt_get_gpio_in(GPIO_I2C_SDA_PIN);   
• }  
•   
•   
• void I2C_Init(void)  
• {   
•     mt_set_gpio_mode(GPIO_I2C_SDA_PIN,GPIO_MODE_00);  
•     mt_set_gpio_mode(GPIO_I2C_SCA_PIN,GPIO_MODE_00);  
•   
•     GPIO_SDA_OUTP;  
•     GPIO_SCL_OUTP;  
•       
•       I2C_SDA_Output(1);  
•       I2C_SCL_Output(1);      //默认拉高  
• }  
•   
• #define I2C_START_TRANSMISSION \  
•     { \  
•         volatile u8 idx; \  
•         GPIO_SCL_OUTP; \  
•         GPIO_SDA_OUTP; \  
•         I2C_SDA_Output(1); \  
•         for (idx = 0; idx < DELAY_TIME; idx++); \  
•         I2C_SCL_Output(1); \  
•         for (idx = 0; idx < DELAY_TIME; idx++); \  
•         I2C_SDA_Output(0); \  
•         for (idx = 0; idx < DELAY_TIME; idx++); \  
•         I2C_SCL_Output(0); \  
•     }  
•   
•     #define I2C_STOP_TRANSMISSION \  
•     { \  
•         volatile u8 idx; \  
•         GPIO_SCL_OUTP; \  
•         GPIO_SDA_OUTP; \  
•         I2C_SCL_Output(0); \  
•         I2C_SDA_Output(0); \  
•         for (idx = 0; idx < DELAY_TIME; idx++); \  
•         I2C_SCL_Output(1); \  
•         for (idx = 0; idx < DELAY_TIME; idx++); \  
•         I2C_SDA_Output(1); \  
•     }  
•   
• static kal_uint8 I2C_Send_Byte(kal_uint8 send_byte)  
• {  
•     volatile signed char i = 0;  
•     volatile kal_uint16 j = 0;  
•     kal_uint8 ack = 0;  
•   
•     for (i = 7; i >= 0; i--)  
•     {  
•         if (send_byte&(1 << i))  
•         {  
•             I2C_SDA_Output(1);  
•         }  
•         else  
•         {  
•             I2C_SDA_Output(0);  
•         }  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         I2C_SCL_Output(1);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         GPIO_SDA_OUTP; /* only for delay */  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         I2C_SCL_Output(0);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     }  
•     GPIO_SDA_INP;  
•     for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     I2C_SCL_Output(1);  
•     for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     ack = I2C_SDA_Read();  
•     for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     I2C_SCL_Output(0);  
•     for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     GPIO_SDA_OUTP;  
•   
•     return ack;  
• }  
•   
•   
• static kal_uint8 I2C_Receive_Byte(void)  
• {  
•     volatile signed char i = 0;  
•     volatile kal_uint16 j = 0;  
•     kal_uint8 get_byte = 0;  
•   
•     GPIO_SDA_INP;  
•   
•     for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•   
•     for (i = 7; i >= 0; i--) {    // data bit 7~0  
•         I2C_SCL_Output(1);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         if (I2C_SDA_Read()) {  
•             get_byte |= (1 << i);  
•         }  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         I2C_SCL_Output(0);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     }  
•   
•     // don't care bit, 9th bit  
•     GPIO_SDA_OUTP;  
•     I2C_SDA_Output(1);  
•     for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     I2C_SCL_Output(1);  
•     for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     I2C_SCL_Output(0);  
•   
•     return get_byte;  
• }     
•   
•   
•   
• static kal_uint16 I2C_Receive_word(void)  
• {  
•     volatile signed char i = 0;  
•     volatile kal_uint32 j = 0;  
•     kal_uint16 get_byte = 0;  
•   
•     for (i = 15; i >= 8; i--)  
•     {  
•         GPIO_SDA_INP;  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         I2C_SCL_Output(1);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         if (I2C_SDA_Read()) get_byte |= (1 << i);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         I2C_SCL_Output(0);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     }  
•     I2C_SDA_Output(0);  
•     GPIO_SDA_OUTP;  
•     for (j = 0;j < DELAY_TIME; j++);  
•     I2C_SCL_Output(1);  
•     for (j = 0;j < DELAY_TIME; j++);  
•     GPIO_SDA_OUTP; /* just for delay */  
•     for (j = 0;j < DELAY_TIME; j++);  
•     I2C_SCL_Output(0);  
•     for (j = 0;j < DELAY_TIME; j++);  
•     for (; i >= 0; i--)  
•     {  
•         GPIO_SDA_INP;  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         I2C_SCL_Output(1);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         if (I2C_SDA_Read()) get_byte |= (1 << i);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•         I2C_SCL_Output(0);  
•         for (j = 0; j < DELAY_TIME; j++);  
•     }  
•     I2C_SDA_Output(1);  
•     GPIO_SDA_OUTP;  
•     for (j = 0;j < DELAY_TIME; j++);  
•     I2C_SCL_Output(1);  
•     for (j = 0;j < DELAY_TIME; j++);  
•     GPIO_SDA_OUTP; /* just for delay */  
•     for (j = 0;j < DELAY_TIME; j++);  
•     I2C_SCL_Output(0);  
•     for (j = 0;j < DELAY_TIME; j++);  
•   
•     return get_byte;  
• }  
•   
• u8 I2C_Byte_Write(u8 * a_puBuff , u8 len , u8 i2c_addr)  
• {     
•        kal_uint8 fail_try_no = 4;  
•     volatile signed char i = 0 ;  
•     u8 ack_flag = 0;  
•     while (--fail_try_no > 0)  
•     {  
•         ack_flag = 0;  
•         I2C_START_TRANSMISSION;  
•         if (I2C_Send_Byte(i2c_addr)) continue;  
•         for(i = 0 ;i < len;i++){  
•             if (I2C_Send_Byte(a_puBuff)){  
•                 ack_flag = 1;  
•                 break;  
•             }   
•         }  
•         if(ack_flag)  
•             continue;  
•         break;  
•     }  
•     I2C_STOP_TRANSMISSION;  
•        return 0;  
• }  
•   
• u8 I2C_Bytes_Read(u8 *a_puBuff, u8 reglen ,u8 *byteget,u8 bytelen,u8 i2c_addr)  
• {     
•   
•     kal_uint16 get_byte = 0xFFFF;  
•     kal_uint8 fail_try_no = 4;  
•     volatile kal_uint32 i = 0;  
•     u8 ack_flag = 0;  
•   
•     while (--fail_try_no > 0)  
•     {  
•         ack_flag = 0;  
•         I2C_START_TRANSMISSION;  
•         if (I2C_Send_Byte(i2c_addr)) continue;  
•          
•         //send reg  
•            for(i = 0 ;i < reglen;i++){  
•             if (I2C_Send_Byte(a_puBuff)){  
•                 ack_flag = 1;  
•                 break;  
•             }   
•         }  
•         if(ack_flag)  
•             continue;  
•          
•         I2C_START_TRANSMISSION;  
•         if (I2C_Send_Byte(i2c_addr | 1)) continue;  
•          
•         if(bytelen == 1)  
•             byteget[0] = get_byte = I2C_Receive_Byte();  //读单个字节，不需要再发应答  
•         else if(bytelen > 1)  
•         {  
•             get_byte=I2C_Receive_word();  
•              byteget[1] = get_byte & 0x00ff;  
•              byteget[0] = (get_byte & 0xff00) >> 8;  
•          }  
•         break;  
•     }  
•     I2C_STOP_TRANSMISSION;  
•   
•     printk("----%s---read data %x---\n",__func__,get_byte);  
•   
•     return get_byte;  
•   
• }     
•   
• int iWriteRegI2C(u8 *a_pSendData , u16 a_sizeSendData, u16 i2cId)  
• {  
•     I2C_Byte_Write(a_pSendData,a_sizeSendData,i2cId);  
•     return 0;  
• }  
•   
• int iReadRegI2C(u8 *a_pSendData , u16 a_sizeSendData, u8 * a_pRecvData, u16 a_sizeRecvData, u16 i2cId)  
• {  
•     I2C_Bytes_Read(a_pSendData,a_sizeSendData,a_pRecvData,a_sizeRecvData,i2cId);  
•      return 0;  
• }  
• #endif