I2C控制器及加速度传感器的驱动设计和实现

摘要

随着智能手机的普及，各种传感器被越来越多的应用到移动终端中，以达到良好的用户体验。此类传感器多数都支持 I2C总线传输协议。在移动终端处理器中一般都会集成一个或多个I2C总线控制器用以连接所支持的各类外设。
　　本论文以一款 ARM Context-A5处理器的项目研发为背景，设计并实现该处理器内嵌的一款 I2C总线控制器的基于Linux的驱动程序，设计并实现一款挂载于该 I2C总线控制器的加速度传感器的基于Linux的驱动程序。
　　本论文通过加速度传感器的工作状况来间接验证该 I2C总线控制器及其驱动程序的性能和可靠性。并通过对二者驱动程序的优化使该 I2C总线控制器和加速度传感器的性能尽可能达到设计要求。

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第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.3 主要研究工作

1.4 论文结构

1.5 小结

第二章 I2C 协议分析及传感器原理

2.1 软件和硬件环境配置

2.2 I2C 总线协议简介

2.3 I2C 总线的数据传输格式和传输过程

2.4 用于移动终端的传感器

2.5 小结

第三章 I2C 控制器及加速度传感器的硬件设计方案

3.1 ARM AMBA 简介

3.2 APB 总线介绍

3.3 基于 APB 总线的 I2C 硬件架构

3.4 Freescale MMA8452Q 加速度传感器

3.5 小结

第四章 基于 Linux 的 I2C 控制器的驱动设计

4.1 I2C 总线控制器的操作流程

4.2 I2C 的传输速率和 SCL 占空比配置

4.3 I2C 总线控制器的命令时序状态机

4.4 I2C 总线控制器支持的中断

4.5 Linux Kernel 中的 I2C 架构

4.6 驱动设计方案

4.7 小结

第五章 I2C 从设备加速度传感器（G-sensor）的驱动设计

5.1 基于重力的倾角检测原理和算法（方向检测）

5.2 G-sensor 的校准算法

5.3 Freescale MMA8452Q 加速度传感器的驱动设计

5.4 小结

第六章 调试和测试

6.1 I2C 总线控制器的测试和驱动调试

6.2 I2C 响应和时序以及中断的细节

6.3 小结

第七章 结束语

7.1 总结

7.2 展望

致谢

参考文献