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[技术讨论]

在全志H616核桃派开发板上配置I2C引脚并读取温度数据

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神棍地海棠|  楼主 | 2024-5-17 10:06 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
配置引脚找到板子上的i2c引脚

为了方便查找,我们加入了一个显示功能引脚位置的功能,运行以下命令,查看板子的40pin引脚上有几个可用i2c

[url=]复制[/url]
  • gpio pin i2c

启用i2c

我们使用set-device指令来使能/关闭指定设备的底层驱动,使能后,引脚就会由gpio模式切换为对应的引脚复用功能。(配置后要重启才能生效)

首先查看各设备的状态

[url=]复制[/url]
  • set-device status

运行指令启用i2c1,注意要重启后才能生效

[url=]复制[/url]
  • sudo set-device enable i2c1

重启后查看引脚状态,可以看到3和5都处于alt5了

并且存在/dev/i2c-1这个文件,因为后续我们需要通过操作这个文件来控制i2c通讯

i2c读写程序

linux下一切皆是文件。而i2c1也被抽象为/dev/i2c-1这个文件。通过open打开它,用ioctl触发读写,close关闭文件。

1. 打开文件

linux下一切皆是文件,先使用open函数打开我们要操作的设备对应文件,获取文件描述符。

需要这些头文件

[url=]复制[/url]
  • #include<sys/types.h>
  • #include<sys/stat.h>
  • #include<fcntl.h>
  • #include<unistd.h>

open设备节点

[url=]复制[/url]
  • int fd =open("/dev/i2c-1", O_RDWR);
  • if(fd <0)
  • {
  • perror("Fail to Open\n");
  • return-1;
  • }

2. i2c_msg

linux下操作i2c不是使用write和read函数,而是使用一个i2c_msg结构体来配置从i2c从起始到停止之间要做的内容。

  • addr: 目标地址
  • flags: 读还是写
  • buf : buf的地址,根据flags是读还是写,会在地址帧发送后,将其内容发送出去,或是读取总线内容存放进来。
  • len : buf的大小

3. 向i2c总线写

从德州仪器那下载的i2c时序图↓

加入我现在想往地址是0x3c的设备上,把寄存器0x01赋值为0x55,那msg结构体的设置就该如下。addr和flags共同决定第一帧地址帧的内容。因为flags是写,所以在地址帧发送完后,会将buf的内容依次发送出去。

首先,需要这些头文件

[url=]复制[/url]
  • #include<sys/ioctl.h>
  • #include<linux/i2c.h>
  • #include<linux/i2c-dev.h>

[url=]复制[/url]
  • uint8_t addr =0x3c;
  • uint8_t reg =0x01;
  • uint8_t value =0x55;
  • uint8_t buf[2];
  • buf[0]= reg;//寄存器
  • buf[1]= value;//数据
  • structi2c_msg msg;
  • msg.addr = addr;//目标地址
  • msg.flags =0;//读写标志
  • msg.len =2;//buf长度
  • msg.buf = buf;

编写完msg后,还需要创建i2c_rdwr_ioctl_data结构体,写清楚本次i2c通信要处理几个msg,然后用ioctl函数触发一次i2c通信。

[url=]复制[/url]
  • structi2c_rdwr_ioctl_data data;
  • data.msgs =&msg;
  • data.nmsgs =1;
  • int ret =ioctl(fd, I2C_RDWR,&data);
  • if(ret <0)
  • printf("i2c write failed");
  • return ret;

4. 从i2c总线读

从德州仪器那下载的i2c时序图↓

我现在想往地址是0x3c的设备上,读取寄存器0x01的值.

根据时序图,需要两个msg,第一个msg是写,地址帧后只跟寄存器编号。第二个msg是读,地址帧发完就是从机将该寄存器的内容返回。

[url=]复制[/url]
  • uint8_t addr =0x3c;
  • uint8_t reg =0x01;
  • uint8_t value;
  • structi2c_msg msgs[2];
  • msgs[0].addr = addr;
  • msgs[0].flags =0;
  • msgs[0].len =1;
  • msgs[0].buf =®
  • msgs[1].addr = addr;
  • msgs[1].flags = I2C_M_RD;
  • msgs[1].len =1;
  • msgs[1].buf =&value;

编写完msg后,还需要创建i2c_rdwr_ioctl_data结构体,写清楚本次i2c通信要处理几个msg,然后用ioctl函数触发一次i2c通信。

[url=]复制[/url]
  • structi2c_rdwr_ioctl_data data;
  • data.msgs = msgs;
  • data.nmsgs =2;
  • int res =ioctl(fd, I2C_RDWR,&data);
  • if(res <0)
  • printf("Read failed\n");
  • return res;

5. 关闭文件

每次open后记得调用close来手动关闭,不然文件描述符会保留直到程序关闭。而系统限制单个程序最大只能同时打开1024个文件,如果程序不停的open却不close,没一会就要报错退出了。

[url=]复制[/url]
  • close(fd);

示例-从mlx90614中读取温度数据

首先阅读mlx90614的手册,查看他的读写时序↓

根据手册给的时序,这里要创建两个msg,第一个是写,buf内存放读取温度的命令0x07。第二个是读,连续3个字节,其中前两个是温度数据。再加上mlx90614的地址是0,最后代码如下

[url=]复制[/url]
  • #include<stdio.h>
  • #include<stdint.h>
  • #include<string.h>
  • #include<sys/types.h>
  • #include<sys/stat.h>
  • #include<fcntl.h>
  • #include<unistd.h>
  • #include<sys/ioctl.h>
  • #include<linux/i2c.h>
  • #include<linux/i2c-dev.h>
  • #defineDEV_I2C"/dev/i2c-1"
  • //计算mlx9614实际温度值
  • uint16_tmlx_data_transform(uint8_t Data[3])
  • {
  • uint16_t temp;
  • temp =(Data[1]<<8)+ Data[0];// 高位与低位结合
  • temp = temp *2-27315;// 将数据扩大100倍
  • return temp;
  • }
  • intmain()
  • {
  • int fd =open(DEV_I2C, O_RDWR);
  • if(fd <0)
  • {
  • perror("Fail to Open\n");
  • return-1;
  • }
  • uint8_t addr =0;
  • uint8_t reg =0x07;
  • uint8_t value[3];
  • structi2c_msg msgs[2];
  • msgs[0].addr = addr;
  • msgs[0].flags =0;
  • msgs[0].len =1;
  • msgs[0].buf =®
  • msgs[1].addr = addr;
  • msgs[1].flags = I2C_M_RD;
  • msgs[1].len =3;
  • msgs[1].buf = value;
  • structi2c_rdwr_ioctl_data data;
  • data.msgs = msgs;
  • data.nmsgs =2;
  • while(1)
  • {
  • int res =ioctl(fd, I2C_RDWR,&data);
  • if(res <0)
  • printf("Read failed\n");
  • printf("temp=[%d]\r\n",mlx_data_transform(value));
  • sleep(1);
  • }
  • }

我将代码写在文件i2c.c内,想将其编译成名为exe的可执行文件,只需要执行下面这一句

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  • gcc i2c.c -o exe

执行结果如下,显示我周围环境的温度是30左右,手靠近后上升到34:


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