3.1. 本章节的代码仓库
1 2 3 4 5 6 | #如之前有获取则可跳过 #获取仓库 git clone https://gitee.com/LubanCat/lubancat_rk_code_storage.git #代码所在的位置 lubancat_rk_code_storage/quick_start/i2c |
3.2. i2c
I2C(Inter－Integrated Circuit)是一种通用的总线协议。它是由Philips(飞利浦)公司， 现NXP(恩智浦)半导体开发的一种简单的双向两线制总线协议标准。
LubanCat-RK系列板卡的 I2C 控制器支持下列功能
-
兼容 I2C 与 SMBus 总线
-
仅支持主模式下的 I2C 总线
-
软件可编程时钟频率支持到 400kbps,最高可达 1000kbps
-
支持 7 位和 10 位寻址模式
-
一次中断或轮询至多 32 个字节的数据传输
LubanCat-RK3588系列板子的通用i2c设备有两个（如下图所示）， 除此之外其他的GPIO也可以复用成I2C设备,需要自行根据引脚复用图去配置， 比如说LubanCat-4的40pin引脚最大可支持5个i2c接口使用
| I2C | 引脚 | 功能 |
|---|---|---|
| I2C-SCL | 5,28 | i2c的时钟信号线 |
| I2C-SDA | 3,27 | i2c的数据线 |
3.3. IIC通信接口复用说明
在板卡的引脚复用图中，我们可能会看到
-
I2C5_SDA_M3/I2C5_SCL_M3
-
I2C5_SDA_M2/I2C5_SCL_M2
可以看到他们之间的区别是后缀名的不同，这个后缀名表示I2C设备的将自己的引脚复用到不同的GPIO引脚的编号， 可以理解成下图的样式
复用出来的多组引脚是不能同时使用的， 如果同时设置则会根据设备节点的加载时间所覆盖，最终只有最后配置的复用引脚可以使用。
所以在使能引脚时需要注意是否为重复复用
3.4. IIC通信接口使能
LubanCat-RK3588系列板子大多数的IIC接口在默认情况是关闭状态的，需要使能才能使用
注意
LubanCat-4的两个通用I2C接口在默认情况下被设置为I2C的功能且默认是使能状态， 所以对于LubanCat-4的板卡两个通用I2C设备是不需用使能的。
3.4.1. fire-config
1 2 3 4 5 | #进入工具配置 sudo fire-config #移动光标到下图的位置 #按确认键进入配置 |
选择你要打开的I2C接口，这里以打开I2C-3为例
-
使用方向键移动光标到
I2C-3 -
按 “空格键” 选中I2C-3(出现 “*” )，如下图
-
按 “确认键” 进行设置
-
按 “Esc键” 退出到终端，运行 sudo reboot 进行重启应用
3.4.2. 配置文件
| 板卡 | 设备树插件配置文件 | 说明 |
|---|---|---|
| 当前你所使用的板子 | uEnv.txt | 该配置软链接到你所使用的设备，修改该配置相当于修改板子实际的配置 |
| LubanCat-4 | uEnvLubanCat4.txt | 适用于LubanCat-4 |
| LubanCat-4-V1 | uEnvLubanCat4-V1.txt | 适用于LubanCat-4-V1 |
| LubanCat-5 | uEnvLubanCat5.txt | 适用于LubanCat-5 |
| LubanCat-5IO | uEnvLubanCat5IO.txt | 适用于LubanCat-5IO |
可以通过修改 /boot/uEnv/uEnv.txt 或者 /boot/uEnv/uEnvboard.txt （uEnvboard.txt为通过上面的对照表获得的配置文件）
这里以激活 I2C-3 为例，将带有 I2C-3 的那一行的注释符号去掉 如下图:
然后重启激活设备
注解
如果是直接拔电源的方式重启，会有可能出现文件没能做出修改 （原因：文件未能及时从内存同步到存储设备中，解决方法，在终端上输入 “sync” 再拔电关机）
3.5. 检查I2C设备
可以通过一下命令查看i2c总线有没有开启
1 | ls /dev/i2c-* |
如下图:
可以看到出现了I2C-xxx
3.6. 连接设备
将mpu6050接入到i2c-3的总线上，如下图所示
1 2 3 4 5 6 7 | #板卡与mpu6050连接 板子 ------ mpu6050 3.3V(1) ------ VCC GND(6) ------ GND SCL(5) ------ SCL SDA(3) ------ SDA |
3.7. i2c-tools测试
使用i2c-tools工具包提供了一些非常方便的工具来对系统的I2C总线进行调试， 在板卡的终端中可直接执行以下命令进行安装：
1 | sudo apt -y install i2c-tools |
安装后可使用的命令有i2cdetect、i2cdump、i2cset以及i2cget,用于扫描I2C总线上的设备、读写指定设备的寄存器等。
然后查看挂载在i2c-3上的器件情况，输出内容如下所示：
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 | root@lubancat:~# i2cdetect -a 3
WARNING! This program can confuse your I2C bus, cause data loss and worse!
I will probe file /dev/i2c-3.
I will probe address range 0x00-0x7f.
Continue? [Y/n] y
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
root@lubancat:~# ^C
|
其中 “68” 是为MPU6050的设备地址，常用的命令还有以下几个。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 | #检测当前系统有几组i2c总线 i2cdetect -l #查看i2c-0接口上的设备 i2cdetect -a 3 #读取指定设备的全部寄存器的值。 i2cdump -f -y 3 0x68 #读取指定IIC设备的某个寄存器的值，如下读取地址为0x68器件中的0x01寄存器值。 i2cget -f -y 3 0x68 0x01 #写入指定IIC设备的某个寄存器的值，如下设置地址为0x68器件中的0x01寄存器值为0x6f； i2cset -f -y 3 0x68 0x01 0x6f |
3.8. 读取陀螺仪传感器数据实验
3.8.1. 实验说明
本教程将通过IIC接口读取陀螺仪(MPU6050)的原始数据。 本次实验会以i2c-3做为示例，i2c-5的操作和i2c-3的一样， 当然，如果您没有mpu6050模块，可以通过学习操作mpu6050的方式操作您想要操作的i2c设备 在测试程序中大约每一秒读取并显示一次MPU6050的原始数据
查看IIC设备文件，确保IIC 3接口已经使能
1 2 3 | root@lubancat:~# ls /dev/i2c-* /dev/i2c-0 /dev/i2c-1 /dev/i2c-3 /dev/i2c-6 root@lubancat:~# |
其中“i2c-3”就是MPU6050使用到的 IIC 3接口总线。
3.8.2. ioctl函数
在编写应用程序时需要使用ioctl函数设置i2c相关配置，其函数原型如下
1 2 3 | #include <sys/ioctl.h> int ioctl(int fd, unsigned long request, ...); |
其中对于终端request的值常用的有以下几种
| I2C_RETRIES | 设置收不到ACK时的重试次数，默认为1 |
| I2C_TIMEOUT | 设置超时时限的jiffies |
| I2C_SLAVE | 设置从机地址 |
| I2C_SLAVE_FORCE | 强制设置从机地址 |
| I2C_TENBIT | 选择地址长度0为7位地址，非0为10位 |
3.8.3. 编写应用程序
根据ioctl相关参数即可编写与i2c相关的接口函数，读取mpu6050原始数据程序如下
代码位置
1 | quick_start/i2c/i2c_mpu6050.c |
代码较长复制粘贴容易乱序，可以下载我们提供的源码 i2c_mpu6050.c
quick_start/i2c/i2c_mpu6050.c
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#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
#include <sys/ioctl.h>
/*寄存器地址*/
#define SMPLRT_DIV 0x19
#define PWR_MGMT_1 0x6B
#define CONFIG 0x1A
#define ACCEL_CONFIG 0x1C
#define ACCEL_XOUT_H 0x3B
#define ACCEL_XOUT_L 0x3C
#define ACCEL_YOUT_H 0x3D
#define ACCEL_YOUT_L 0x3E
#define ACCEL_ZOUT_H 0x3F
#define ACCEL_ZOUT_L 0x40
#define GYRO_XOUT_H 0x43
#define GYRO_XOUT_L 0x44
#define GYRO_YOUT_H 0x45
#define GYRO_YOUT_L 0x46
#define GYRO_ZOUT_H 0x47
#define GYRO_ZOUT_L 0x48
//从机地址 MPU6050地址
#define Address 0x68
//MPU6050操作相关函数
static int mpu6050_init(int fd,uint8_t addr);
static int i2c_write(int fd, uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t val);
static int i2c_read(int fd, uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t * val);
static short GetData(int fd,uint8_t addr,unsigned char REG_Address);
int main(int argc,char *argv[] )
{
int fd;
fd = I2C_SLAVE;
if(argc < 2){
printf("Wrong use !!!!\n");
printf("Usage: %s [dev]\n",argv[0]);
return -1;
}
fd = open(argv[1], O_RDWR); // open file and enable read and write
if (fd < 0){
printf("Can't open %s \n",argv[1]); // open i2c dev file fail
exit(1);
}
//初始化MPU6050
mpu6050_init(fd,Address);
while(1){
usleep(1000 * 10);
printf("ACCE_X:%6d\n ", GetData(fd,Address,ACCEL_XOUT_H));
usleep(1000 * 10);
printf("ACCE_Y:%6d\n ", GetData(fd,Address,ACCEL_YOUT_H));
usleep(1000 * 10);
printf("ACCE_Z:%6d\n ", GetData(fd,Address,ACCEL_ZOUT_H));
usleep(1000 * 10);
printf("GYRO_X:%6d\n ", GetData(fd,Address,GYRO_XOUT_H));
usleep(1000 * 10);
printf("GYRO_Y:%6d\n ", GetData(fd,Address,GYRO_YOUT_H));
usleep(1000 * 10);
printf("GYRO_Z:%6d\n\n ", GetData(fd,Address,GYRO_ZOUT_H));
sleep(1);
}
close(fd);
return 0;
}
static int mpu6050_init(int fd,uint8_t addr)
{
i2c_write(fd, addr,PWR_MGMT_1,0x00); //配置电源管理，0x00,正常启动
i2c_write(fd, addr,SMPLRT_DIV,0x07); //设置MPU6050的输出分频既设置采样
i2c_write(fd, addr,CONFIG,0x06); //配置数字低通滤波器和帧同步引脚
i2c_write(fd, addr,ACCEL_CONFIG,0x01); //设置量程和 X、Y、Z 轴加速度自检
return 0;
}
static int i2c_write(int fd, uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t val)
{
int retries;
uint8_t data[2];
data[0] = reg;
data[1] = val;
//设置地址长度：0为7位地址
ioctl(fd,I2C_TENBIT,0);
//设置从机地址
if (ioctl(fd,I2C_SLAVE,addr) < 0){
printf("fail to set i2c device slave address!\n");
close(fd);
return -1;
}
//设置收不到ACK时的重试次数
ioctl(fd,I2C_RETRIES,5);
if (write(fd, data, 2) == 2){
return 0;
}
else{
return -1;
}
}
static int i2c_read(int fd, uint8_t addr,uint8_t reg,uint8_t * val)
{
int retries;
//设置地址长度：0为7位地址
ioctl(fd,I2C_TENBIT,0);
//设置从机地址
if (ioctl(fd,I2C_SLAVE,addr) < 0){
printf("fail to set i2c device slave address!\n");
close(fd);
return -1;
}
//设置收不到ACK时的重试次数
ioctl(fd,I2C_RETRIES,5);
if (write(fd, ®, 1) == 1){
if (read(fd, val, 1) == 1){
return 0;
}
}
else{
return -1;
}
}
static short GetData(int fd,uint8_t addr,unsigned char REG_Address)
{
char H, L;
i2c_read(fd, addr,REG_Address, &H);
usleep(1000);
i2c_read(fd, addr,REG_Address + 1, &L);
return (H << 8) +L;
}
|
保存退出，接下来再进行编译运行
1 2 3 | gcc i2c_mpu6050.c -o mpu6050 sudo ./mpu6050 /dev/i2c-3 |
效果如下图所示
三次数据的采集
3.9. 更多
更多关于rk-i2c的驱动以及GPIO模拟I2C等可以查看： rk开源手册 /Common/I2C
3.10. 参考资料
本文档主要提供有一定经验的使用者快速入门使用，对于初学者可查看以下文档：
《I2C通讯》
rk开源资料(github): 《开源手册》
![[网安工具] IP 信息收集工具 —— LBD · 使用手册](https://csdnimg.cn/release/blog_editor_html/release2.3.8/ckeditor/plugins/CsdnLink/icons/icon-default.png?t=P1C7){kind=icon}
