rt-thread 4.0.1版本已经集成了基于stm32 IIC驱动框架,美中不足的是官方代码的驱动框架是基于模拟IIC的方式实现的,要是集成的是硬件的方式就更棒了,相信不久以后的RTT会有的,主要涉及的文件如下,以下指示个人的一点理解,理解的有不对的地方欢迎各位拍砖。
\rt-thread\components\drivers\i2c\i2c_dev.c
\rt-thread\components\drivers\i2c\i2c_core.c
\rt-thread\components\drivers\i2c\i2c-bit-ops.c
\rt-thread\bsp\stm32\libraries\HAL_Drivers\drv_soft_i2c.c
我们由下而上的了解熟悉各个文件的作用:
①drv_soft_i2c.c:提供BSP相关的硬件操作函数,操作IIC 的SDA,和SCL总线电平,提供上层模拟IIC总线使用完成IIC信号的物理层操作。
向上层提供的操作函数如下:
struct rt_i2c_bit_ops
{
void *data; /* private data for lowlevel routines */
void (*set_sda)(void *data, rt_int32_t state);
void (*set_scl)(void *data, rt_int32_t state);
rt_int32_t (*get_sda)(void *data);
rt_int32_t (*get_scl)(void *data);
void (*udelay)(rt_uint32_t us);
rt_uint32_t delay_us; /* scl and sda line delay */
rt_uint32_t timeout; /* in tick */
};
上述的void *data;指向如下的内部私有数据,配置设置对应硬件的ID,和向上注册的总线name。rt-thread将引脚的抽象成对应芯片封装的引脚号,具体再次不具体讲述,感兴趣可以查看RTT的gpio框架。如下链接是之前写的自己的认识
/* stm32 config class */
struct stm32_soft_i2c_config
{
rt_uint8_t scl;
rt_uint8_t sda;
const char *bus_name;
};
该文件的入口函数如下:该函数会在系统启动完成后自动调用。
stm32_i2c_gpio_init==》设置GPIO默认电平总线空闲状态,SDA,SCL为高电平。
rt_i2c_bit_add_bus==》调用(\rt-thread\components\drivers\i2c\i2c-bit-ops.c)中的函数,向上注册驱动层IO操作函数,注册的结构如下,其中的priv成员指向底层的IO操作函数完成总线设备和底层的IO操作函数的绑定,从而上层使用rt_i2c_bus_device 对应的对象就能完成对总线的操作。
/*for i2c bus driver*/
struct rt_i2c_bus_device
{
struct rt_device parent;
const struct rt_i2c_bus_device_ops *ops;
rt_uint16_t flags;
rt_uint16_t addr;
struct rt_mutex lock;
rt_uint32_t timeout;
rt_uint32_t retries;
void *priv;
};
stm32_i2c_bus_unlock==》按照注释是解锁总线,具体的原理现在还没有搞明白什么情况下总线会被锁状态,希望路过有了解的留下脚印讲解下。
/* I2C initialization function */
int rt_hw_i2c_init(void)
{
......
stm32_i2c_gpio_init(&i2c_obj[i]);
result = rt_i2c_bit_add_bus(&i2c_obj[i].i2c2_bus, soft_i2c_config[i].bus_name);
RT_ASSERT(result == RT_EOK);
stm32_i2c_bus_unlock(&soft_i2c_config[i]);
......
}
INIT_BOARD_EXPORT(rt_hw_i2c_init);
②i2c-bit-ops.c:封装底层提供的IO操作函数,实现IIC协议层相关信号操作,提供IIC core核心层对应的操作函数,向IIC core提供的操作方法如下。
struct rt_i2c_bus_device_ops
{
rt_size_t (*master_xfer)(struct rt_i2c_bus_device *bus,
struct rt_i2c_msg msgs[],
rt_uint32_t num);
rt_size_t (*slave_xfer)(struct rt_i2c_bus_device *bus,
struct rt_i2c_msg msgs[],
rt_uint32_t num);
rt_err_t (*i2c_bus_control)(struct rt_i2c_bus_device *bus,
rt_uint32_t,
rt_uint32_t);
};
该文件中只实现master_xfer函数,另外两个函数指针设置为NULL。
static const struct rt_i2c_bus_device_ops i2c_bit_bus_ops =
{
i2c_bit_xfer,
RT_NULL,
RT_NULL
};
从i2c_bit_xfer 函数我们可以看出,该函数只是只是对底层提供函数的操作的进一步封住,提供核心层(core)使用,struct rt_i2c_bit_ops *ops = bus->priv 取出底层的函数来按照IIC协议来发送数据。
static rt_size_t i2c_bit_xfer(struct rt_i2c_bus_device *bus,
struct rt_i2c_msg msgs[],
rt_uint32_t num)
{
struct rt_i2c_msg *msg;
struct rt_i2c_bit_ops *ops = bus->priv;
......
i2c_start(ops);
......
i2c_stop(ops);
return ret;
}
③i2c_core.c:抽象通用的IIC操作函数供应用层使用,调用i2c-bit-ops.c注册的函数指针master_xfer 完成数据的处理。
rt_size_t rt_i2c_transfer(struct rt_i2c_bus_device *bus,
struct rt_i2c_msg msgs[],
rt_uint32_t num)
{
rt_size_t ret;
if (bus->ops->master_xfer)
{
#ifdef RT_I2C_DEBUG
for (ret = 0; ret < num; ret++)
{
i2c_dbg("msgs[%d] %c, addr=0x%02x, len=%d\n", ret,
(msgs[ret].flags & RT_I2C_RD) ? 'R' : 'W',
msgs[ret].addr, msgs[ret].len);
}
#endif
rt_mutex_take(&bus->lock, RT_WAITING_FOREVER);
ret = bus->ops->master_xfer(bus, msgs, num);
rt_mutex_release(&bus->lock);
return ret;
}
else
{
i2c_dbg("I2C bus operation not supported\n");
return 0;
}
}