使用Beaglebone Black的I2C （二）——使用C语言和i2c-dev驱动

在本博客的《使用Beaglebone Black的I2C（一）》中，介绍了BBB上无需编程对i2c总线进行读写操作的方法，本文将介绍如何在c语言程序中使用i2c-dev驱动来操作i2c设备。

以下将还以前文中使用过的L3G4200D三轴陀螺仪为例。

BBB自带了i2c-dev驱动，它使用ioctl方法对i2c设备进行配置，然后利用read()、write()函数就可以操作i2c设备了。

要操作某个i2c设备，首先要确定它的地址。按照我在前文中的说法，通常i2cdetect显示的器件地址是由“7位”二进制数换算成的，而器件的读写地址则需要将这7位左移，然后在末尾添加一个1或0。但是对于i2c-dev驱动来说，我们不必费此周折，只要告诉他i2cdetect显示的那个地址就可以了，驱动会自动根据你的读操作或写操作来相应地在末尾添加1或者0。

先把完整程序摆出来：

#include 
#include    //exit()
#include     //define O_RDWR
#include 
#include 

void main()
{
        int file,i;
        int addr = 0b01101001; //i2c device address of gyro
        char *filename = "/dev/i2c-1";
        char wbuf[] = {0x20, 0x0f}; //first byte is address to write. others are bytes to be written
        char read_start_buf[1]; 
        char rbuf[1000] = {0};

        if((file = open(filename, O_RDWR)) < 0)
        {
                perror("Failed to open i2c device.\n");
                exit(1);
        }

        if(ioctl(file, I2C_SLAVE, addr) < 0)
        {
                printf("Failed to access bus.\n");
                exit(1);
        }

        write(file, wbuf, 2); //write 0x0f to register 0x20 to enable gyro. 

        for(i=0;i<5;i++)
        {
                read_start_buf[0] = 0x29; 
                write(file, read_start_buf, 1); //reposition file pointer to register 0x29
                read(file, rbuf, 1); //read register 0x29 and save to rbuf
                printf("%x", rbuf[0]);

                read_start_buf[0] = 0x28;
                write(file, read_start_buf, 1); //reposition file pointer to register 0x28
                read(file, rbuf, 1); //read register 0x28 and save to rbuf
                printf("%x\n", rbuf[0]);
                sleep(1);
        }

        close(file);
}

上面的程序首先打开/dev/i2c-1这个设备，然后用ioctl配置成slave模式。然后通过将第0x20这个寄存器写成0x0f来使能陀螺仪。然后在for循环中依次读取0x29和0x28两个寄存器的值并输出，这两个寄存器一起组成了X轴的角速度值。

程序输出如下：

root@beaglebone:~/ioctl_test# ./i2c
03c
04a
035
05f
03c
root@beaglebone:~/ioctl_test# ./i2c
1f7f
f2c3
f567
3979
3aca

运行了两次，第一次陀螺仪静止（但输出仍有一点小波动），第二次陀螺仪在晃动。可以看到输出值的不同。

需要注意的一点，读i2c设备时如何定位读取的位置？

使用lseek()的话会返回-1，这个是不可行的。答案就是程序中，用write()写一个字节。write函数参数中的buf数组里的第一项代表了write的位置，从第二项开始是写入的内容，因此只写一个字节就是把指针移动过去了但是不写入任何内容。

用这个方法就无需其他驱动也可以操作任意i2c外设了。

另外有个疑问。按理说执行 read(file, rbuf, 10); 的话，可以读出当前指针位置开始的10个字节的内容。我在其他设备上也验证了这点。但是在L3G4200D陀螺仪上，一次读取10个的话，读出的就全是一样的数值，都是第一个数值。所以只能一位一位地读取。难道是陀螺仪芯片有意设置成这样？（这个现象跟我在《使用Beaglebone Black的I2C（一）》中的问题相符，即执行 i2cdump -y 1 0x69 c 会导致输出全部是一样的，都是第一个字节的内容。把c参数去掉才可以。）

参考资料：

elinux.org/Interfacing_with_I2C_Devices

www.kernel.org/doc/Documentation/i2c/dev-interface