I2C总线驱动在嵌入式系统中的两种实现

3.2 以GPIO端口模拟I2C实现

此方法是直接用ARM S3C4510的GPIO(GeneralPurpose Input／Output)引脚模拟I2C总线的时序来实现数据传输。S3C4510B提供了18个可编程的通用I／O端口，用户可将每个端口配置为输入模式、输出模式或特殊功能模式，由片内的特殊功能寄存器IOPMOD和IOPCON控制。

控制I／O口的特殊功能寄存器一共有3个：IOP-MOD，I0PCON和IOPDATA。I／O口模式寄存器(IOP-MOD)用于配置P17～P0的输入输出状态；I／O口控制寄存器IOPCON用于配置端口P8～P17的特殊功能，当这些端口用作特殊功能(如外部中断请求、外部中断请求应答、外部DMA请求或应答、定时器溢出)时，其工作模式由10PCON寄存器控制，而不再由IOPMOD寄存器；I／O口数据寄存器(IOPDATA)当配置为输入模式时，读取I／O口数据寄存器IOPDATA的每一位对应输入状态，当配置为输出模式时，写每一位对应输出状态。位[17：O]对应于18个I／0引脚P17～P0。

下面用GPIO的pin[O][1]脚进行I2C模拟，其中低位为SDA，高位为SCL。首先给出一些便于操作的宏定义：

3.3 应用实例

为ARM外挂PCF8563实现实时时钟控制。PCF8563是PHILIPS公司生产的具有I2C接口的低功耗CM()S实时时钟／日历芯片。其最大总线速度为400kb／s，每次读写数据后，其内嵌的字地址寄存器器会自动产生增量。下面用模拟实现PCF8563的I2C实时时钟芯片的操作，有字节写／读两种状态，程序中从地址的读地址为0A3H，写地址为0A2H。

首先使能I2C总线，然后对I2C总线进行开始操作，就绪之后，依次写人器件地址(即0xA2)，写入寄存器地址，再写人所设寄存器值。控制／状态寄存器1为0，控制／状态寄存器2为0，秒寄存器为30，分钟寄存器45，小时寄存器为17，日寄存器为20，星期寄存器为0，月／世纪寄存器为88，年寄存器为6(即2006年8月20日17点45分30秒)。当程序运行一段时间(15分钟)后，依次读取寄存器，得到时间为2006年8月20日18点OO分30秒。

4 总 结

本文给出了两种I2C驱动的实现方法。前者直接利用主机端自带的I2C总线控制器，通过配置一系列特殊寄存器实现I2C总线传输。这种方式适用于一些本身包含I2C总线控制器的芯片，实现起来简单方便。后者则适用于主机端没有I2C控制器的情况。此时主机端只要有GPIO端口，就可利用其实现同样的功能。在基于ARM加μClinux的嵌入式视频监控产品中，同时将这两种方法做了具体的运用。其一的示例就是通过模拟的I2C总线，挂接PCF8563实时时钟芯片，并取得很好的实时效果。