HCIA-HarmonyOS设备开发认证V2.0-IOT硬件子系统-I2C

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一、 I2C 概述

I2C（Inter Integrated Circuit）集成电路间总线是由 Philips 公司开发的一种简单、双向二线制同步串行总线。I2C 以主从方式工作。通常有一个主设备和一个或者多个从设备，主从设备通过 SDA（SerialData）串行数据线以及 SCL（SerialClock）串行时钟线两根线相连。

I2C 总线上的每一个设备都可以作为主设备或者从设备，而且每一个设备都会对应一个唯一的地址，当主设备需要和某一个从设备通信时，通过广播的方式，将从设备地址写到总线上，如果某个从设备符合此地址，将会发出应答信号，建立传输。

I2C 的通信方式为半双工，因为只有一根 SDA 线，所以在同一时间内只可以单向通信。

I2C 接口定义了完成 I2C 传输的通用方法集合，包括：

I2C 控制器管理：打开或关闭 I2C 控制器；
I2C 消息传输：通过消息传输结构体数组进行自定义传输。

I2C 设备的连接示意图如下：

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I2C 时序主要有四个元素组成：起始信号，终止信号，应答（0），非应答（1）。

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I2C 数据的传输必须以一个起始信号作为开始条件，以一个结束信号作为传输的停止条件。数据传输以字节为单位，高位在前，逐个 bit 进行传输。

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I2C 操作流程如下：

二、I2C 模块相关API

头文件路径：base/iothardware/peripheral/interfaces/inner_api/iot_i2c.h

接口函数	描述
unsigned int IoTI2cInit(unsigned int id, unsigned int baudrate);	初始化I2C
unsigned int IoTI2cWrite(unsigned int id, unsigned short deviceAddr, const unsigned char *data, unsigned int dataLen);	I2C写操作
unsigned int IoTI2cRead(unsigned int id, unsigned short deviceAddr, unsigned char *data, unsigned int dataLen);	I2C读操作
unsigned int IoTI2cSetBaudrate(unsigned int id, unsigned int baudrate);	设置I2C波特率

三、接口调用实例

//代码功能：定义了 I2C 接口功能以及 I2C 相关参数，GPIO_00 号口作为 I2C_SDA 模式，最后进行读写操作。

#include "iot_i2c.h"
IoTI2cInit(I2C_SDA,100000); //100KHz 为波特率
IoTI2cWrite(I2C_SDA,0x00,data,strlen(data)); //0x00 为指定的设备地址
IoTI2cRead(I2C_SDA,0x00,data,strlen(data));

四、I2C HDF驱动开发

在HDF框架中，同类型设备对象较多时（可能同时存在十几个同类型控制器），若采用独立服务模式，则需要配置更多的设备节点，且相关服务会占据更多的内存资源。相反，采用统一服务模式可以使用一个设备服务作为管理器，统一处理所有同类型对象的外部访问（这会在配置文件中有所体现），实现便捷管理和节约资源的目的。I2C模块即采用统一服务模式（如图1）。

在统一模式下，所有的控制器都被核心层统一管理，并由核心层统一发布一个服务供接口层，因此这种模式下驱动无需再为每个控制器发布服务。

I2C模块各分层的作用为：

接口层：提供打开设备，数据传输以及关闭设备的能力。

核心层：主要负责服务绑定、初始化以及释放管理器，并提供添加、删除以及获取控制器的能力。

适配层：由驱动适配者实现与硬件相关的具体功能，如控制器的初始化等。

图 1 I2C统一服务模式结构图

4.1、开发步骤(待续…)

I2C模块适配包含以下四个步骤：

实例化驱动入口
- 实例化HdfDriverEntry结构体成员。
- 调用HDF_INIT将HdfDriverEntry实例化对象注册到HDF框架中。
配置属性文件
- 在device_info.hcs文件中添加deviceNode描述。
- 【可选】添加i2c_config.hcs器件属性文件。
实例化I2C控制器对象
- 初始化I2cCntlr成员。
- 实例化I2cCntlr成员I2cMethod和I2cLockMethod。
  - icon-note.gif 说明：
  - 实例化I2cCntlr成员I2cMethod和I2cLockMethod，详见接口说明。
驱动调试
- 【可选】针对新增驱动程序，建议验证驱动基本功能，例如挂载后的信息反馈，消息传输的成功与否等。