linux下的i2c驱动以及与时钟芯片pcf8563通信(二)

在上篇文章的基础上，本此给出了实现完整功能的代码。 使用 -r 查询pcf8563寄存器显示rtc时间，-l显示系统时间， -s 2012.5.15-13:30:00 或者 使用-s 13:30:00 一次性向rtc写入时间。以及在写代码时候容易出现的问题，和解决办法。希望能提供给大家以帮助。by：韩大卫@ 吉林师范大学 ### Linux下的I²C驱动及与PCF8563时钟芯片的通信 #### 一、背景介绍 本文档基于“Linux下的I²C驱动以及与时钟芯片PCF8563通信（二）”的文章，进一步阐述了在Linux操作系统环境下如何利用I²C总线与PCF8563时钟芯片进行通信的技术细节，并提供了具体实例来展示如何读取和写入RTC（Real-Time Clock）的时间。 #### 二、基础知识回顾 1. **I²C总线简介**： - I²C（Inter-Integrated Circuit）是一种由飞利浦半导体公司开发的双向二线制串行总线，用于轻量级短距离通信。 - 在I²C总线上，每个设备都有一个唯一的地址，主设备可以通过这个地址选择特定的从设备进行通信。 - I²C总线由两条线组成：SDA（串行数据线）和SCL（串行时钟线）。 2. **PCF8563简介**： - PCF8563是一款具有闹钟功能的实时时钟芯片，支持I²C总线接口。 - 它内置了日历、时钟等功能，并且可以通过外部晶体振荡器提供高精度的时间基准。 #### 三、实现完整功能的代码分析 根据文章描述，作者提供了能够实现以下功能的代码： 1. **查询PCF8563寄存器并显示RTC时间**： - 使用 `-r` 参数可以查询PCF8563寄存器并显示RTC时间。 2. **显示系统时间**： - 使用 `-l` 参数可以显示当前系统的本地时间。 3. **向RTC写入时间**： - 使用 `-s` 参数可以一次性向RTC写入指定的时间，格式可以是 `2012.5.15-13:30:00` 或者 `13:30:00`。 4. **编写测试程序**： - 测试程序的目标是模拟`hwclock-w`和`hwclock-s`命令的功能，通过CPU与I²C从设备进行数据通信。 - 程序设计思路：模拟`hwclock-w`的执行过程，实现CPU（Octeon）与I²C从设备之间的数据通信。 5. **观察`hwclock-w`的执行过程**： - 通过在PCF8563的读写函数中添加打印调试信息，跟踪从RTC层到I²C层再到CPU层的路径。 - 使用`printk`函数在关键位置添加调试信息，然后通过`dmesg`命令查看这些信息。 #### 四、核心代码解读 以下是对核心代码片段的解读： ```c static int pcf8563_set_datetime(struct i2c_client *client, struct rtc_time *tm) { struct pcf8563 *pcf8563 = i2c_get_clientdata(client); int i, err; unsigned char buf[9]; printk(KERN_DEBUG "%s: secs=%d, mins=%d, hours=%d, ecs=%d, mins=%d, hours=%d\n", __func__, tm->tm_sec, tm->tm_min, tm->tm_hour, tm->tm_mday, tm->tm_mon, tm->tm_year, tm->tm_wday); /* 将时间结构体中的时间信息转换为BCD码 */ buf[PCF8563_REG_SC] = bin2bcd(tm->tm_sec); buf[PCF8563_REG_MN] = bin2bcd(tm->tm_min); buf[PCF8563_REG_HR] = bin2bcd(tm->tm_hour); buf[PCF8563_REG_DM] = bin2bcd(tm->tm_mday); buf[PCF8563_REG_MO] = bin2bcd(tm->tm_mon + 1); buf[PCF8563_REG_YR] = bin2bcd(tm->tm_year % 100); if (pcf8563->c_polarity ? (tm->tm_year >= 100) : (tm->tm_year < 100)) { buf[PCF8563_REG_MO] |= PCF8563_MO_C; } buf[PCF8563_REG_DW] = tm->tm_wday & 0x07; /* 写入寄存器数据 */ for (i = 0; i < 7; i++) { unsigned char data[2] = {PCF8563_REG_SC + i, buf[PCF8563_REG_SC + i]}; err = i2c_master_send(client, data, sizeof(data)); if (err != sizeof(data)) { dev_err(&client->dev, "%s: err=%d addr=%02x, data=%02x\n", __func__, err, data[0], data[1]); return -EIO; } } } ``` 1. **函数目的**：`pcf8563_set_datetime` 函数用于将时间信息写入PCF8563芯片的寄存器中。 2. **参数说明**： - `client`: 指向I²C客户端结构体的指针。 - `tm`: 包含时间信息的结构体指针。 3. **代码逻辑**： - 使用 `bin2bcd` 函数将十进制时间转换为BCD（Binary-Coded Decimal）格式，便于PCF8563芯片存储。 - 通过循环调用 `i2c_master_send` 函数逐个写入时间数据至PCF8563芯片的相应寄存器中。 - 如果在写入过程中发生错误，则返回 `-EIO` 错误码。 #### 五、常见问题与解决方案 在编写与PCF8563通信的程序时，可能会遇到以下几个常见问题及其解决方法： 1. **时间设置不准确**： - 解决方案：检查时间格式是否正确，确保使用正确的格式（例如`2012.5.15-13:30:00`或`13:30:00`）进行时间设置。 - 确认时间信息是否已经正确转换为BCD格式。 2. **通信失败**： - 解决方案：检查I²C总线是否正常工作，确认时钟芯片的地址是否设置正确（例如PCF8563的地址通常为0x51）。 - 使用`i2cdetect`工具检测I²C总线上是否有其他设备占用相同的地址。 3. **调试信息输出异常**： - 解决方案：确保在关键位置正确使用了`printk`函数，并且正确配置了内核的打印级别。 - 使用`dmesg`命令查看调试信息输出情况，排查可能存在的问题。 #### 六、总结 本文通过对“Linux下的I²C驱动以及与时钟芯片PCF8563通信（二）”一文的深入解析，详细介绍了如何在Linux环境下利用I²C总线与PCF8563时钟芯片进行有效通信的方法。通过理解核心代码的逻辑流程及处理技巧，开发者可以更好地掌握I²C通信机制，并能够在实际项目中灵活应用这些技术。