1.4.5. 内核里怎么传输数据
使用一句话概括I2C传输：
APP通过I2C Controller与I2C Device传输数据
APP通过i2c_adapter与i2c_client传输i2c_msg
内核函数i2c_transfer
i2c_msg里含有addr，所以这个函数里不需要i2c_client
1.5. 无需编写驱动直接访问设备_I2C-Tools介绍
参考资料：
Linux驱动程序: drivers/i2c/i2c-dev.c
I2C-Tools-4.2: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/software/utils/i2c-tools/
AP3216C：
git clone https://e.coding.net/weidongshan/01_all_series_quickstart.git
该GIT仓库中的文件《嵌入式Linux应用开发完全手册_韦东山全系列视频文档全集.pdf》第10.1篇，第十六章 I2C编程
1.5.1 I2C硬件连接
1.5.2. 无需编写驱动程序即可访问I2C设备
APP访问硬件肯定是需要驱动程序的，
对于I2C设备，内核提供了驱动程序 drivers/i2c/i2c-dev.c ，通过它可以直接使用下面的I2C控制器
驱动程序来访问I2C设备。
框架如下：
i2c-tools是一套好用的工具，也是一套示例代码。
1.5.3. 体验I2C-Tools
使用一句话概括I2C传输：APP通过I2C Controller与I2C Device传输数据。
所以使用I2C-Tools时也需要指定：
哪个I2C控制器(或称为I2C BUS、I2C Adapter)
哪个I2C设备(设备地址)
数据：读还是写、数据本身
1.5.3.1 交叉编译
在Ubuntu设置交叉编译工具链
IMX6ULL
export ARCH=arm export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihfexport PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro6.2.1-2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
修改I2C-Tools的Makefile指定交叉编译工具链
CC ?= gcc AR ?= ar STRIP ?= strip 改为(指定交叉编译工具链前缀, 去掉问号)： CC = $(CROSS_COMPILE)gcc AR = $(CROSS_COMPILE)ar STRIP = $(CROSS_COMPILE)strip
在Makefile中，“?=”在第一次设置变量时才会起效果，如果之前设置过该变量，则不会起效果。
执行make即可
执行make时，是动态链接，需要把libi2c.so也放到单板上
想静态链接的话，执行： make USE_STATIC_LIB=1
1.5.3.2 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 // 效果如下 # i2cdetect -l i2c-1 i2c STM32F7 I2C(0x40013000) I2C adapter i2c-2 i2c STM32F7 I2C(0x5c002000) I2C adapter i2c-0 i2c STM32F7 I2C(0x40012000) I2C adapter # i2cdetect -F 0 Functionalities implemented by /dev/i2c-0: I2C yes SMBus Quick Command yes SMBus Send Byte yes SMBus Receive Byte yes SMBus Write Byte yes SMBus Read Byte yes SMBus Write Word yes SMBus Read Word yes SMBus Process Call yes SMBus Block Write yes SMBus Block Read yes SMBus Block Process Call yes SMBus PEC yes I2C Block Write yes I2C Block Read yes // --表示没有该地址对应的设备, UU表示有该设备并且它已经有驱动程序, // 数值表示有该设备但是没有对应的设备驱动 # i2cdetect -y -a 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f 00: 00 -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- UU -- -- -- 1e -- 20: -- -- UU -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 70: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
i2cget：I2C读
使用说明如下：
# i2cget Usage: i2cget [-f] [-y] [-a] I2CBUS CHIP-ADDRESS [DATA-ADDRESS [MODE]] I2CBUS is an integer or an I2C bus name ADDRESS is an integer (0x03 - 0x77, or 0x00 - 0x7f if -a is given) MODE is one of: b (read byte data, default) w (read word data) c (write byte/read byte) Append p for SMBus PEC
使用示例：
// 读一个字节: I2CBUS为0、1、2等整数, 表示I2C Bus; CHIP-ADDRESS表示设备地址 i2cget -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS // 读某个地址上的一个字节: // I2CBUS为0、1、2等整数, 表示I2C Bus // CHIP-ADDRESS表示设备地址 // DATA-ADDRESS: 芯片上寄存器地址 // MODE：有2个取值, b-使用`SMBus Read Byte`先发出DATA-ADDRESS, 再读一个字节, 中间无P信号 // c-先write byte, 在read byte，中间有P信号 i2cget -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS MODE i2cset：I2C写 使用说明如下： 使用示例： // 读某个地址上的2个字节: // I2CBUS为0、1、2等整数, 表示I2C Bus // CHIP-ADDRESS表示设备地址 // DATA-ADDRESS: 芯片上寄存器地址 // MODE：w-表示先发出DATA-ADDRESS，再读2个字节 i2cget -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS MODE
i2cset：I2C写
使用说明如下:
# i2cset Usage: i2cset [-f] [-y] [-m MASK] [-r] [-a] I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS [VALUE] ... [MODE] I2CBUS is an integer or an I2C bus name ADDRESS is an integer (0x03 - 0x77, or 0x00 - 0x7f if -a is given) MODE is one of: c (byte, no value) b (byte data, default) w (word data) i (I2C block data) s (SMBus block data) Append p for SMBus PEC
使用示例：
/ 写一个字节: I2CBUS为0、1、2等整数, 表示I2C Bus; CHIP-ADDRESS表示设备地址 // DATA-ADDRESS就是要写的数据 i2cset -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS // 给address写1个字节(address, value): // I2CBUS为0、1、2等整数, 表示I2C Bus; CHIP-ADDRESS表示设备地址 // DATA-ADDRESS: 8位芯片寄存器地址; // VALUE: 8位数值 // MODE: 可以省略，也可以写为b i2cset -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS VALUE [b] // 给address写2个字节(address, value): // I2CBUS为0、1、2等整数, 表示I2C Bus; CHIP-ADDRESS表示设备地址 // DATA-ADDRESS: 8位芯片寄存器地址; // VALUE: 16位数值 // MODE: w i2cset -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS VALUE w // SMBus Block Write：给address写N个字节的数据 // 发送的数据有：address, N, value1, value2, ..., valueN // 跟`I2C Block Write`相比, 需要发送长度N // I2CBUS为0、1、2等整数, 表示I2C Bus; CHIP-ADDRESS表示设备地址 // DATA-ADDRESS: 8位芯片寄存器地址; // VALUE1~N: N个8位数值 // MODE: s i2cset -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS VALUE1 ... VALUEN s // I2C Block Write：给address写N个字节的数据 // 发送的数据有：address, value1, value2, ..., valueN // 跟`SMBus Block Write`相比, 不需要发送长度N // I2CBUS为0、1、2等整数, 表示I2C Bus; CHIP-ADDRESS表示设备地址 // DATA-ADDRESS: 8位芯片寄存器地址; // VALUE1~N: N个8位数值 // MODE: i i2cset -f -y I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS VALUE1 ... VALUEN i
i2ctransfer：I2C传输(不是基于SMBus)
使用说明如下：
# i2ctransfer Usage: i2ctransfer [-f] [-y] [-v] [-V] [-a] I2CBUS DESC [DATA] [DESC [DATA]]... I2CBUS is an integer or an I2C bus name DESC describes the transfer in the form: {r|w}LENGTH[@address] 1) read/write-flag 2) LENGTH (range 0-65535) 3) I2C address (use last one if omitted) DATA are LENGTH bytes for a write message. They can be shortened by a suffix: = (keep value constant until LENGTH) + (increase value by 1 until LENGTH) - (decrease value by 1 until LENGTH) p (use pseudo random generator until LENGTH with value as seed) Example (bus 0, read 8 byte at offset 0x64 from EEPROM at 0x50): # i2ctransfer 0 w1@0x50 0x64 r8 Example (same EEPROM, at offset 0x42 write 0xff 0xfe ... 0xf0): # i2ctransfer 0 w17@0x50 0x42 0xff-
使用举例：
// Example (bus 0, read 8 byte at offset 0x64 from EEPROM at 0x50): # i2ctransfer -f -y 0 w1@0x50 0x64 r8 // Example (bus 0, write 3 byte at offset 0x64 from EEPROM at 0x50): # i2ctransfer -f -y 0 w9@0x50 0x64 val1 val2 val3 // Example // first: (bus 0, write 3 byte at offset 0x64 from EEPROM at 0x50) // and then: (bus 0, read 3 byte at offset 0x64 from EEPROM at 0x50) # i2ctransfer -f -y 0 w9@0x50 0x64 val1 val2 val3 r3@0x50 # i2ctransfer -f -y 0 w9@0x50 0x64 val1 val2 val3 r3 //如果设备地址不变,后面的设 备地址可省略
1.5.3.3 使用I2C-Tools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，步骤如下：
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
AP3216C的设备地址是0x1E，假设节在I2C BUS0上，操作命令如下：
使用SMBus协议
i2cset -f -y 0 0x1e 0 0x4 i2cset -f -y 0 0x1e 0 0x3 i2cget -f -y 0 0x1e 0xc w i2cget -f -y 0 0x1e 0xe w
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
1.5.4. I2C-Tools的访问I2C设备的2种方式
I2C-Tools可以通过SMBus来访问I2C设备，也可以使用一般的I2C协议来访问I2C设备。
使用一句话概括I2C传输：APP通过I2C Controller与I2C Device传输数据。
在APP里，有这几个问题：
怎么指定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/i2c0、/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
怎么指定I2C设备？
通过ioctl指定I2C设备的地址
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
怎么传输数据？
两种方式
一般的I2C方式：ioctl(file, I2C_RDWR, &rdwr)
SMBus方式：ioctl(file, I2C_SMBUS, &args)
1.5.5. 源码分析
1.5.5.1 使用I2C方式
示例代码：i2ctransfer.c
1.5.5.2 使用SMBus方式
示例代码：i2cget.c、i2cset.c
1.6. 编写APP直接访问EEPROM
参考资料：
Linux驱动程序: drivers/i2c/i2c-dev.c
I2C-Tools-4.2: https://mirrors.edge.kernel.org/pub/software/utils/i2c-tools/
AT24cxx.pdf
本节源码：GIT仓库中
doc_and_source_for_drivers\IMX6ULL\source\04_I2C\01_at24c02_test
doc_and_source_for_drivers\STM32MP157\source\A7\04_I2C\01_at24c02_test
1.6.1 硬件连接
STM32MP157的I2C模块连接方法
IMX6ULL的I2C模块连接方法
1.6.2. AT24C02访问方法
1.6.2.1 设备地址
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：
打开I2C模块的原理图(这2个文件是一样的)：
STM32MP157\开发板配套资料\原理图\04_Extend_modules(外设模 块)\eeprom.zip\i2c_eeprom_module_v1.0.pdf IMX6ULL\开发板配套资料\原理图 \Extend_modules\eeprom.zip\i2c_eeprom_module_v1.0.pdf
如下：
从原理图可知，A2A1A0都是0，所以AT24C02的设备地址是：0b1010000，即0x50。
1.6.2.2 写数据
1.6.2.3 读数据
可以读1个字节，也可以连续读出多个字节。
连续读多个字节时，芯片内部的地址会自动累加。
当地址到达存储空间最后一个地址时，会从0开始。
1.6.3. 使用I2C-Tools的函数编程
在这里插入代码片
1.6.4. 编译
1.6.4.1 在Ubuntu设置交叉编译工具链
IMX6ULL
export ARCH=arm export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihfexport PATH=$PATH:/home/book/100ask_imx6ull-sdk/ToolChain/gcc-linaro-6.2.1- 2016.11-x86_64_arm-linux-gnueabihf/bin
1.6.4.2 使用I2C-Tools的源码
1.6.4.3 编译
为IMX6ULL编译时，有如下错误：
这是因为IMX6ULL的工具链自带的include目录中，没有smbus.h。
需要我们自己提供这个头文件，解决方法：
1.6.4.4 上机测试
以下命令在开发板中执行。
挂载NFS
vmware使用NAT(假设windowsIP为192.168.1.100)
[root@100ask:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3,port=2049,mountport=9999 192.168.1.100:/home/book/nfs_rootfs /mnt
vmware使用桥接，或者不使用vmware而是直接使用服务器：假设Ubuntu IP为
192.168.1.137
[root@100ask:~]# mount -t nfs -o nolock,vers=3 192.168.1.137:/home/book/nfs_rootfs /mnt
复制、执行程序
[root@100ask:~]# cp /mnt/at24c02_test /bin [root@100ask:~]# at24c02_test 0 w www.100ask.net [root@100ask:~]# at24c02_test 0 r get data: www.100ask.net
