¶ I2C编程
IIC（Inter-Integrated Circuit，集成电路总线）由飞利浦公司在1980年代提出，此接口使用两根信号线实现一主多从的通信，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL。所有接到I2C总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL上。
Rockchip 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,部分芯片可高达 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
开发板上有多个I2C控制器，其中专门开放给用户操作的包括30PIN接口上面的I2C3和一个4PIN座子引出的I2C6，本文以I2C3为例操作，其位置如下
下面以操作I2C3下挂一个at24c32 为例介绍如何进行I2C读写。at24c32是32kbit的EEPROM，此器件I2C地址为0x50，寄存器为16位长度，有效地址为 0x0000~0x0FFF（4096字节），每一个寄存器就是一个字节的存储单元。接线图如下
目前的系统中，"/dev/i2c-3"的节点需要root权限才能执行读写操作，使用android studio编译出来的程序需要system操作权限。需要在adb或者串口环境下使用如下命令，将设备节点的所属者改为system。
su root
chown system:system /dev/i2c-3
确认I2C-3已经属于system
¶ 命令行操作I2C
RK的Android系统默认编译了i2ctool来操作i2c，其中比较实用的两个工具是i2cdetect和i2ctransfer。另外还有i2cget和i2cset其实是i2ctransfer的简化版本。
检测i2c3下面有哪些设备
i2cdetect -y 3
操作结果如下图
连续写入at24c32从0x0100开头的三个字节数据0x07 0x08 0x09。其中w5代表要连续写入5字节，由于寄存器地址为2字节即16位，然后还有三个字节的数据，0x50是其I2C器件地址
i2ctransfer -f -y 3 w5@0x50 0x01 0x00 0x07 0x08 0x09
连续读取at24c32从0x0000开头的三个字节数据。其中w2代表要连续写入2字节，由于寄存器地址为2字节即16位，0x50是其I2C器件地址，r3代表要连续读操作3个寄存器
i2ctransfer -f -y 3 w2@0x50 0x01 0x00 r3
操作结果如下图
¶ Android app 操作 I2C
android 编程时可以使用C语言操作I2C，然后封装一个jni接口，由java来调用。C语言实现如下
int user_i2c_open(int i2c_num)
{
int fd = -1;
char str[40] = {0};
snprintf(str, sizeof(str) - 1, "/dev/i2c-%d", i2c_num);
if(access(str,F_OK) != 0) {
return -1;
}
fd = open(str, O_RDWR);
if (fd < 0) {
return -1;
}
return fd;
}
int user_i2c_read(int fd, unsigned short slave_addr, unsigned char *reg_addr, unsigned char addr_len, unsigned char *buf, unsigned short len)
{
int ret = 0;
struct i2c_rdwr_ioctl_data ioctl_data = {0};
struct i2c_msg msg[2] = {0};
if (len > I2C_SMBUS_BLOCK_MAX || addr_len > 2)
return -EINVAL;
ioctl_data.nmsgs = 2;
ioctl_data.msgs = msg;
(msg[0]).addr = slave_addr;
(msg[0]).flags = 0;
(msg[0]).len = addr_len;
(msg[0]).buf = reg_addr;
(msg[1]).len = len;
(msg[1]).addr = slave_addr;
(msg[1]).flags = I2C_M_RD;
(msg[1]).buf = buf;
ret = ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&ioctl_data);
if (ret < 0) {
return ret;
}
return 0;
}
int user_i2c_write(int fd, unsigned short slave_addr, unsigned char *reg_addr, unsigned char addr_len, unsigned char *buf, unsigned short len)
{
int ret = 0;
struct i2c_rdwr_ioctl_data ioctl_data = {0};
struct i2c_msg msg[1] = {0};
unsigned char *tmp = NULL;
if (len > I2C_SMBUS_BLOCK_MAX || addr_len > 2)
return -EINVAL;
ioctl_data.nmsgs = 1;
ioctl_data.msgs = msg;
tmp = static_cast<unsigned char *>(calloc(1, addr_len + len));
if(!tmp) {
return -ENOMEM;
}
memcpy(tmp, reg_addr, addr_len);
memcpy(tmp + addr_len, buf, len);
(msg[0]).addr = slave_addr;
(msg[0]).flags = 0;
(msg[0]).len = addr_len + len;
(msg[0]).buf = tmp;
ret = ioctl(fd, I2C_RDWR, (unsigned long)&ioctl_data);
free(tmp);
if (ret < 0) {
return ret;
}
return 0;
}
这里封装了 user_i2c_open 用于打开指定编号的I2C，user_i2c_read 用于读取I2C数据，user_i2c_write 用于写入I2C数据，关闭使用Linux原始的close即可
JNI接口代码如下，此处的功能是向0x200地址的五个字节写入0x11 0x12 0x13 0x14 0x15，然后读取出来，并对比写入内容和读出的内容，返回是一个字符串，保存了执行的结果
extern "C" JNIEXPORT jstring JNICALL
Java_com_example_testdemo_MainActivity_I2CTest(JNIEnv *env, jobject /* this */)
{
int fd = -1;
int ret = 0;
unsigned char reg[2] = {0x02, 0x00};
unsigned char buf_write[5] = {0x11, 0x12, 0x13, 0x14, 0x15};
unsigned char buf_read[5] = {0};
memset(test_result,0,sizeof(test_result));
fd = user_i2c_open(3);
if (fd < 0) {
snprintf(reinterpret_cast<char *const>(test_result), sizeof(test_result) - 1, "user_i2c_open fail\n");
goto out;
}
ret = user_i2c_write(fd, 0x50, reg, 2, buf_write, 5);
if (ret < 0) {
snprintf(reinterpret_cast<char *const>(test_result), sizeof(test_result) - 1, "user_i2c_write fail\n");
goto out;
}
usleep(100 * 1000);
ret = user_i2c_read(fd, 0x50, reg, 2, buf_read, 5);
if (ret < 0) {
snprintf(reinterpret_cast<char *const>(test_result), sizeof(test_result) - 1, "user_i2c_read fail\n");
goto out;
}
if (memcmp(buf_write, buf_read, 5) == 0) {
snprintf(reinterpret_cast<char *const>(test_result), sizeof(test_result) - 1, "buf_write buf_read same\n");
} else {
snprintf(reinterpret_cast<char *const>(test_result), sizeof(test_result) - 1, "buf_write buf_read diff %d %d %d %d %d\n",
buf_read[0], buf_read[1], buf_read[2], buf_read[3], buf_read[4]);
}
out:
if (fd >= 0) {
close(fd);
}
LOGE("%s",test_result);
return env->NewStringUTF(reinterpret_cast<const char *>(test_result));
}
在上一章节创建的app基础上，增加一个按钮和一个文本框，按下按钮则执行此测试程序
在MainActivity的onCreate增加
button3.setText("i2c test");
button3.setOnClickListener(new View.OnClickListener() {
@Override
public void onClick(View v) {
// 设置要显示的文字
textDisplay.setText(" start i2c test... \n");
new Thread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
final String i2c_test_result = I2CTest();
runOnUiThread(new Runnable() {
@Override
public void run() {
textDisplay.append("i2ctest: " + i2c_test_result);
}
});
}
}).start();
}
});
同时声明上面定义的JNI接口
public native String I2CTest();
测试时按下 I2C TEST 的按钮可以看到如下效果
