I2C概述

什么是 GPIO口模拟I2C？

 

     就是用一个GPIO pin（CLK pin）的高低电位切换来模拟出始终的high/low，用另外一根GPIO pin（DATA pin）的高低电位，传递数据。

      IIC本来是一个硬件模块之间的通信协议，一般芯片都有专门的电路逻辑块来处理协议，并通过两根线路（时钟SCk、数据SDA）来跟其余同样有IIC模块的器件通信。

      由于其通信速率（400K）和通信方式（串行）跟其他串并口通信方式不同，所以一般都用于主机跟从机传递控制参数、参考数据、或者少量的其他数据。

      IIC协议主要在乎的时序的准确性，所以在没有专门的IIC模块的单片机中，你也可以用两个IO口来模拟输出IIC协议的波形，这个波形不管是IIC硬件 模块生成的，还是软件模拟出来的，只要符合IIC协议标准的时序和电平，都是一样的，接受端也不会挑剔。就像你要喝水，主要是喝 H2O，它究竟是从山涧里面流出来的泉水，还是工厂里面处理的蒸馏水，你可能并不在意，只要符合饮用标准就行。

      还有一些系统中，CPU原有的IIC总线可能用于控制几个比较重要的几个芯片，为了避免争用、或者为了硬件上相互影响，对于不太重要的芯片，有时候会再用 几个GPIO脚来做模拟IIC跟它通信。软件实现非常简单，就是根据IIC协议，先拉高SCK、SDA线，然后延时Nms后，将SDA拉低，然后再延时 Nms，一个IIC Start工作就完成了。传输数据过程也差不多，但是根据不同的芯片，可能时序定义会有差异，所以要常常调整IIC时钟速率，调整各个延时时长，提高驱动 电流等。

        另外gpio口模拟IIC是占系统CPU资源的，而硬件IIC不占cpu资源！所以在有OS的应用中，如果用gpio模拟IIC的话，一定要进入临界区！

 

直接用GPIO口模拟I2C时序和利用内核模块i2c-gpio虚拟i2c总线的区别：

 

1． 用GPIO口模拟I2C时序不需要在系统启动时注册I2C总线，只需要在I2C设备驱动中单独实现。用i2c-gpio模块虚拟i2c总线需要在系统启动时注册新的I2C总线，并将i2c设备挂载到新的i2c总线，涉及的范围较广。

 

2． 用GPIO口模拟I2C时序，代码操作较繁琐，且不方便挂载多个i2c设备。用i2c-gpio模块可以完全模拟i2c总线，可以挂载多个设备。

 

3． 在i2c读写操作时，用GPIO口模拟I2C时序需要每次根据读/写操作发送器件地址<<1+1/0，然后再发送寄存器地址。用i2c- gpio模块相当于直接在i2c总线上操作，在系统启动挂载i2c设备时已经告诉了i2c总线它的地址，在该设备自己的驱动中，只需要通过 i2c_add_driver操作即可以得到其地址等诸多信息，读写操作只需要发送寄存器地址即可。