學會嵌入式Linux下I2C的接口調試

1).?簡介

I2C是嵌入式設備最為常用的接口之一，常用于如下面這些應用場景，因此本文就基于嵌入式Linux演示在User Space進行I2C設備調試。

- Digital to Analog converter

- EEPROM

- Real Time Clock

- Touch screen LCD

- Audio codec

本文所演示的平臺來自于Toradex?Apalis iMX6Q?ARM嵌入式平臺，這是一個基于NXP iMX6Q ARM處理器，支持四核心Cortex-A9。

2.?準備

a).Apalis iMX6Q ARM核心版配合Apalis?Ixora載板，連接調試串口UART1到開發主機方便調試，同時配置好Ubuntu開發主機開發環境，具體操作方法可以參考這里。

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

3). I2C總線user space操作命令測試

a). Apalis iMX6Q核心版默認定義提供了三個I2C總線可供外部使用（i2c-2為核心板內部電源管理使用），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，不過也可以用做通用I2C接口。

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

c). User Space下通過I2C tools直接操作i2c-1總線進行訪問EEPROM

./?查看Apalis iMX6Q的所有I2C總線

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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總線上面的設備

可以看到在0x50和0x68兩個地址上面掛有設備，0x68顯示為UU意味著這個設備被kernel driver占用，通常不能從user space探查，這里結合Apalis iMX6Q手冊可以得知掛載的為外部RTC設備；而0x50則為我們所需要測試的EEPROM設備

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./ dump 0x50 EEPROM全部寄存器地址0-0xff，初始狀態下每個寄存器地址保存的數值都是0xff

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./使用i2cset和i2cget來寫和讀EEPROM特定寄存器地址

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//?向EEPROM 0x00寄存器地址寫入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I2C tools讀取i2c-1總線進行訪問RTC芯片

./Apalis Ixora載板外部RTC芯片使用ST m41t00?芯片，其內部集成8 byte寄存器用于存儲時間相關信息，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下查看當前時間

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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下手動修改當前時間，默認當設備聯網時候自動聯網校準時間是打開的

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//?關閉網絡時間同步

timedatectl set-ntp 0

//手動設置時間并重啟

timedatectl set-time 22:50:11

reboot

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./?利用i2cget –f命令查看RTC寄存器數值示例

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//?查看當前系統時間設置

root@apalis-imx6:~# date

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

//?讀取時數值

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

……

0x09

//?讀取分數值

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

……

0x02

//?讀取秒數值

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

……

0x41

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4). I2C總線C程序操作示例

使用C程序打開I2C設備并進行讀寫，這里編寫例程以訪問i2c-1總線上的EEPROM設備進行讀寫操作。

a).?首先以C程序訪問i2C設備，需要include “i2c-dev.h”這個頭文件，請注意在Linux中有兩個同樣名字的頭文件，系統自帶的通常是來自Linux kernel的i2c總線驅動對應的，這個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“i2c-dev.h”頭文件，這個文件請見這里：

b).?示例C程序代碼請參考這里，說明如下：

./?首先程序含有輸入變量，i2c總線號碼，設備地址以及變量X，用于設置需要讀寫的寄存器地址：0xX0 – 0xXf

./?使用open函數打開i2c總線

./?使用ioctl函數設置設備地址

./?利用?SMBus?命令或者write函數向寄存器地址?0xX0 – 0xXf寫入數據，數值就是對應的寄存器地址

./?利用SMBus命令或者read函數讀取寄存器地址?0xX0 – 0xXf數據并打印出來

./?關閉i2c總線設備并退出程序

c).?程序運行結果

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//?寫入并讀出寄存器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