《嵌入式计算机系统》课程设计报告.docVIP

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： 学号： 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。 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、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。 （2）写 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。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 CAT1025 是否成功。至此，写 CAT1025 操作完成。 (2) E2PROM 存储器电路 : EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only M