《嵌入式计算机系统》课程设计报告

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1、上海电力学院课程设计报告设计题目:基于ARM和Linux的I2C总线读写程序设计与实现专业：自动化工程学院班级：000000姓名：11111111学号：1111111112/131.课题研究意义、国内外研究现状及应用分析:（1）掌握I2C总线控制器驱动程序的使用方法；（2）掌握使用I2C总线控制器驱动程序访问CAT1025的方法。（3）使用I2C总线控制器驱动程序编写应用程序，往CAT1025内部写入16个字节，然后读回并进行校验。I2C(inter-integrated-circuit)总线，是由菲利普公司开发的一种同步串行总线协议，用于连接微控制器

2、及其外围设备，最初是为音频和视频设备开发的。如今I2C在各种电子设备中得到了广泛的应用。嵌入式系统中常常使用这个总线连接RAM,EEPROM以及LCD控制器等设备。I2C总线因协议成熟，引脚简单，传输速率高，支持的芯片多，并且有利于实现电路的标准化和模块化，得到了包括Linux在内的很多操作系统的支持，受到开发者的青睐。Linux内核中针对I2C的总线特性，其设备驱动使用了一种特殊的体系结构，开发I2C总线设备驱动程序就必须理解Linux的I2C总线驱动的体系结构。2.课题总体方案设计及功能模块介绍:在嵌入式ARM平台及Linux环境下，掌握I2C总线

3、控制器驱动程序的使用方法，掌握使用I2C总线控制器驱动程序访问CAT1025的方法，向CAT1025内部写入多个字节，然后读回并进行校验。功能模块：CAT1025JI-30,E2PROM,I2C总线(1)CAT1025JI-30为了提高整个系统的可靠性，复位电路采用了带手动复位的电源监控复位芯片CAT1025JI-30。CAT1025JI-30内置有256字节的E2PROM存储器，I2C总线接口。工作频率高达203MHz所以使用了S3C2410A芯片的I2C总线接口与其连接，电路原理如图1.12所示。图1.12如图1.12所示，I2C总线上拉电阻R8、

4、R9的大小为4.7KΩ。CAT1025JI-30的器件地址为0xA0，如果用户板(即底板)上需要使用地址为0xA0的I2C器件，或者需要将I2CSDA、I2CSCL用作GPIO，则可以将电阻R19、R20拆除(图1.12中的虚线框部分)。说明：DeviceARM2410默认配置时，R19、R20是焊接的。CAT1025内部包含256字节的读写空间,通过USB总线读/写CAT1025时，包括下两项操作：（1）读CAT1025：PC通过USB总线发送读命令（1字节），S3C2410A从CAT1025读取256字节，通过USB总线发回PC。12/13（2）写

5、CAT1025：PC通过USB总线发送257字节（其中包括1字节的写命令及256字节的数据），S3C2410A将256字节的数据写入CAT1025。写入成功后，将成功写入的字节数（2字节）通过USB总线发回PC。可见，读CAT1025时，PC发送1字节，但S3C2410A返回256字节。写CAT1025时，PC发送257字节，但S3C2410A返回2个字节。为了编程方便起见，规定：PC与S3C2410A通过USB总线通信时，一帧的长度为259字节，一个帧的定义如下：写CAT1025的过程与读CAT1025的过程类似。写CAT1025的过程如图6.4所示

6、。PC作为主动方，MagicARM2410作为被动方。（1）PC发送一个写命令帧，命令为：写命令（1字节），数据长度字段：值为256，数据字段为：要写入CAT1025的256个字节。（2）MagicARM2410使用USB设备控制器驱动程序的读端点函数接收到写命令帧，就使用I2C总线控制器驱动程序提供的API函数将256字节写入CAT1025。（3）MagicARM2410使用USB设备控制器驱动程序的写端点函数，发送响应帧到PC。响应帧的数据长度字段为：成功写入字节数，数据字段则为无效。（4）PC收到响应帧，根据响应帧中成功写入字节数，就可判断写CA

7、T1025是否成功。至此，写CAT1025操作完成。12/13(2)E2PROM存储器电路:EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableRead-OnlyMemory)，电可擦可编程只读存储器--一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，重新编程。一般用在即插即用。(3)I2C总线控制器:I2C总线是器件间串行传输总线，以其规范和带I2C接口的外围器件获得广泛应用。S3C2410处理器内置有I2C总线接口。I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据，每

8、个器件都有一个唯一的地址识别。I2C总线在传送数据过程中共有3种信号：(1)开始信号：SCL为