嵌入式 Linux 学习笔记（07）：I2C 应用编程

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第10章串口UART编程

第11章 I2C应用编程

11.1 I2C硬件

SCL,SDA，一条I2C总线可接很多设备，SCL,SDA放上拉电阻

11.2 传输数据类比

如何通过IIC传数据，

主设备：一主多从，可把数据从主设备发到从设备，也可从设备发到主设备

发送

主设备：开始(start)

主设备：A，我把数据发你(地址/方向)

A：收到(回应)

主设备：发送数据(传输)

A：收到后，告诉主设备(回应)

主设备：结束(停止)

接收

主设备：开始(start)

主设备：B，把数据发我(地址/方向)

B：收到(回应)

B：把数据发给主设备(传输)

主设备：收到数据后，告诉A(回应)

主设备：结束(停止)

11.3 IIC传输数据格式

11.3.1写操作

主设备发出start信号
发出设备地址，方向(读1/写0)
从设备发出应答信号
主设备发送一字节数据，等待回应
每传输一字节，接收方回应一次，在传输下一个数据
数据发送完成，主设备发送stop信号

11.3.2读操作

11.3.3 IIC信号

IIC协议栈数据传输单位是字节，但是要用到9个时钟，前面8个时钟用来传输8数据，第9个始终用来传输回应信号，先传输最高位

开始信号(S)：SCL为高时，SDA由高跳低，开始传输数据
结束信号(P)：SCL为高时，SDA由低跳高，结束传输数据
响应信号(ACK)：接收到8位数据，第九个时钟周期，拉低SDA
SDA数据必须在SCL高时稳定，只能在SCL为低时变化

11.3.4 协议细节

1.SDA引脚必须双向IO，因为有发有收

11.4 SMBus协议

11.4.1 SMBus是IIC协议子集

SMBus: System Management Bus，系统管理总线

11.5无需编写驱动直接访问设备(I2C-Tools)

通过I2Ctool的程序，使用自带的驱动程序，来操作内核的i2c操作程序来访问硬件

首先确定：使用哪个IIC控制器，使用哪个IIC设备，读还是写数据

11.5.1用法

i2cdetect：I2C检测

// 列出当前的I2C Adapter(或称为I2C Bus、I2C Controller)
i2cdetect -l

// 打印某个I2C Adapter的Functionalities, I2CBUS为0、1、2等整数
i2cdetect -F I2CBUS

// 看看有哪些I2C设备, I2CBUS为0、1、2等整数
i2cdetect -y -a I2CBUS

11.5.2操作传感器AP3216C

AP3216C是红外、光强、距离三合一的传感器，以读出光强、距离值为例

复位：往寄存器0写入0x4
使能：往寄存器0写入0x3
读光强：读寄存器0xC、0xD得到2字节的光强
读距离：读寄存器0xE、0xF得到2字节的距离值

使用SMBus协议

//i2cset查看用法
i2cset
//写数据
i2cset -f -y 0（0号线） 0x1e（芯片地址） 0（写入地址） 0x4
i2cset -f -y 0 0x1e 0 0x3
//读数据
i2cget -f -y 0 0x1e 0xc w  	//0xc光照
i2cget -f -y 0 0x1e 0xe w	//0xe距离

使用I2C协议

i2ctransfer -f -y 0 w2@0x1e 0 0x4
i2ctransfer -f -y 0 w2@0x1e 0 0x3
i2ctransfer -f -y 0 w1@0x1e 0xc r2
i2ctransfer -f -y 0 w1@0x1e 0xe r2

11.5.3 I2CTools访问I2C设备的方式

APP通过I2C Controller与I2C Device传输数据

指定i2c控制器：

i2c-dev.c提供为每个I2C控制器(I2C Bus、I2C Adapter)都生成一个设备节点：/dev/i2c-0、/dev/i2c-1等待
open某个/dev/i2c-X节点，就是去访问该I2C控制器下的设备

指定i2c设备：

ioctl(file, I2C_SLAVE, address)
- 如果该设备已经有了对应的设备驱动程序，则返回失败
ioctl(file, I2C_SLAVE_FORCE, address)
- 如果该设备已经有了对应的设备驱动程序
- 但是还是想通过i2c-dev驱动来访问它
- 则使用这个ioctl来指定I2C设备地址

传输方式：I2C或SMBus

11.6编写APP直接访问EEPRPM

I2C控制器地址0x50

I2C设备地址0x50

从芯片手册上可以知道，AT24C02的设备地址跟它的A2、A1、A0引脚有关：

高4位为1010，A2A1A0都是0，所以AT24C02的设备地址是：0b1010000，即0x50