學(xué)會(huì)嵌入式Linux下I2C的接口調(diào)試

1).?簡(jiǎn)介

I2C是嵌入式設(shè)備最為常用的接口之一，常用于如下面這些應(yīng)用場(chǎng)景，因此本文就基于嵌入式Linux演示在User Space進(jìn)行I2C設(shè)備調(diào)試。

- Digital to Analog converter

- EEPROM

- Real Time Clock

- Touch screen LCD

- Audio codec

本文所演示的平臺(tái)來(lái)自于Toradex?Apalis iMX6Q?ARM嵌入式平臺(tái)，這是一個(gè)基于NXP iMX6Q ARM處理器，支持四核心Cortex-A9。

2.?準(zhǔn)備

a).Apalis iMX6Q ARM核心版配合Apalis?Ixora載板，連接調(diào)試串口UART1到開(kāi)發(fā)主機(jī)方便調(diào)試，同時(shí)配置好Ubuntu開(kāi)發(fā)主機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境，具體操作方法可以參考這里。

b).Apalis iMX6Q系統(tǒng)使用Toradex Linux Release V2.6.1，下載和更新方法請(qǐng)參考這里。

3). I2C總線(xiàn)user space操作命令測(cè)試

a). Apalis iMX6Q核心版默認(rèn)定義提供了三個(gè)I2C總線(xiàn)可供外部使用（i2c-2為核心板內(nèi)部電源管理使用），如下所示，其中i2c-1為通用I2C接口；i2c-0為DDC接口，用于連接HDMI DDC/EDID接口，不能用做通用I2C接口；而i2c-3通常用于連接camera接口使用，不過(guò)也可以用做通用I2C接口。

b).?本文演示示例則通過(guò)讀寫(xiě)Apalis Ixora載板連接在i2c-1總線(xiàn)上面的2Kb EEPROM

c). User Space下通過(guò)I2C tools直接操作i2c-1總線(xiàn)進(jìn)行訪問(wèn)EEPROM

./?查看Apalis iMX6Q的所有I2C總線(xiàn)

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root@apalis-imx6:~# ls -l /dev/i2c-*

crw------- 1 root root 89, 0 4??月??26 06:52 /dev/i2c-0

crw------- 1 root root 89, 1 4??月??26 06:52 /dev/i2c-1

crw------- 1 root root 89, 2 4??月??26 06:52 /dev/i2c-2

crw------- 1 root root 89, 3 4??月??26 06:52 /dev/i2c-3

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./?查看i2c-1總線(xiàn)上面的設(shè)備

可以看到在0x50和0x68兩個(gè)地址上面掛有設(shè)備，0x68顯示為UU意味著這個(gè)設(shè)備被kernel driver占用，通常不能從user space探查，這里結(jié)合Apalis iMX6Q手冊(cè)可以得知掛載的為外部RTC設(shè)備；而0x50則為我們所需要測(cè)試的EEPROM設(shè)備

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./ dump 0x50 EEPROM全部寄存器地址0-0xff，初始狀態(tài)下每個(gè)寄存器地址保存的數(shù)值都是0xff

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./使用i2cset和i2cget來(lái)寫(xiě)和讀EEPROM特定寄存器地址

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//?向EEPROM 0x00寄存器地址寫(xiě)入0x01

root@apalis-imx6:/home# i2cset 1 0x50 0x00 0x01 b??????????????????????????????

WARNING! This program can confuse your I2C bus, cause data loss and worse!?????

DANGEROUS! Writing to a serial EEPROM on a memory DIMM?????????????????????????

may render your memory USELESS and make your system UNBOOTABLE!????????????????

I will write to device file /dev/i2c-1, chip address 0x50, data address????????

0x00, data 0x01, mode byte.????????????????????????????????????????????????????

Continue? [y/N] y??????????????????????????????????????????????????????????????

//?讀取EEPROM 0x00寄存器地址

root@apalis-imx6:/home# i2cget 1 0x50 0x00 b???????????????????????????????????

……????????????????????????????????????????????????????????????

0x01

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d). User Space下通過(guò)I2C tools讀取i2c-1總線(xiàn)進(jìn)行訪問(wèn)RTC芯片

./Apalis Ixora載板外部RTC芯片使用ST m41t00?芯片，其內(nèi)部集成8 byte寄存器用于存儲(chǔ)時(shí)間相關(guān)信息，格式如下：

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1st byte: seconds register

2nd byte: minutes register

3rd byte: century/hours register

4th byte: day register

5th byte: date register

6th byte: month register

7th byte: years register

8th byte: control register

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./ Linux下查看當(dāng)前時(shí)間

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root@apalis-imx6:~# date???????????????????????????????????????????????????????

2017??年?04??月?26??日???星??期??三?08:57:23 UTC

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./ Linux下手動(dòng)修改當(dāng)前時(shí)間，默認(rèn)當(dāng)設(shè)備聯(lián)網(wǎng)時(shí)候自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)校準(zhǔn)時(shí)間是打開(kāi)的

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//?關(guān)閉網(wǎng)絡(luò)時(shí)間同步

timedatectl set-ntp 0

//手動(dòng)設(shè)置時(shí)間并重啟

timedatectl set-time 22:50:11

reboot

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./?利用i2cget –f命令查看RTC寄存器數(shù)值示例

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//?查看當(dāng)前系統(tǒng)時(shí)間設(shè)置

root@apalis-imx6:~# date

2017??年?04??月?26??日???星??期??三?09:02:17 UTC

//?讀取時(shí)數(shù)值

root@apalis-imx6:~# i2cget -f 1 0x68 0x02 b

……

0x09

//?讀取分?jǐn)?shù)值

root@apalis-imx6:~# i2cget -f 1 0x68 0x01 b

……

0x02

//?讀取秒數(shù)值

root@apalis-imx6:~# i2cget -f 1 0x68 0x00 b

……

0x41

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4). I2C總線(xiàn)C程序操作示例

使用C程序打開(kāi)I2C設(shè)備并進(jìn)行讀寫(xiě)，這里編寫(xiě)例程以訪問(wèn)i2c-1總線(xiàn)上的EEPROM設(shè)備進(jìn)行讀寫(xiě)操作。

a).?首先以C程序訪問(wèn)i2C設(shè)備，需要include “i2c-dev.h”這個(gè)頭文件，請(qǐng)注意在Linux中有兩個(gè)同樣名字的頭文件，系統(tǒng)自帶的通常是來(lái)自Linux kernel的i2c總線(xiàn)驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng)的，這個(gè)并不是我們所需要的，而我們所需的是i2c-tools里面提供的這個(gè)“i2c-dev.h”頭文件，這個(gè)文件請(qǐng)見(jiàn)這里：

b).?示例C程序代碼請(qǐng)參考這里，說(shuō)明如下：

./?首先程序含有輸入變量，i2c總線(xiàn)號(hào)碼，設(shè)備地址以及變量X，用于設(shè)置需要讀寫(xiě)的寄存器地址：0xX0 – 0xXf

./?使用open函數(shù)打開(kāi)i2c總線(xiàn)

./?使用ioctl函數(shù)設(shè)置設(shè)備地址

./?利用?SMBus?命令或者write函數(shù)向寄存器地址?0xX0 – 0xXf寫(xiě)入數(shù)據(jù)，數(shù)值就是對(duì)應(yīng)的寄存器地址

./?利用SMBus命令或者read函數(shù)讀取寄存器地址?0xX0 – 0xXf數(shù)據(jù)并打印出來(lái)

./?關(guān)閉i2c總線(xiàn)設(shè)備并退出程序

c).?程序運(yùn)行結(jié)果

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//?寫(xiě)入并讀出寄存器0x00 – 0x0f

root@apalis-imx6:~# ./i2ctest 1 80 0???????????????????????????????????????????

0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0a 0x0b 0x0c 0x0d 0x0e 0x0f