Banana Pi M1 读取 MPU6050（Shell 脚本方式）

写在前面

一直在想，嵌入式 Linux 系统中，已经集成了完整的 I2C 驱动，并且应用层还有 i2c-tools 这样的工具供我们使用，那么我们应该能够很容易地完成对一个 I2C 设备的访问和控制。
今天我们就试着，只使用 i2c-tools 命令，以 Shell 脚本的方式来实现对 I2C 设备的访问。

准备

硬件：Banana Pi M1、MPU6050
环境：Linux、buildroot

编译 firmware

make bananapi_m1_defconfig
make

最终在 output/images 目录下生成相应 image，这里我们只需要使用 sdcard.img 就可以了

liyongjun@Box:~/project/board/buildroot-2021.05$ ls output/images/
boot.scr  boot.vfat  rootfs.ext2  rootfs.ext4  rootfs.tar  sdcard_57600.img  sdcard.img  sun7i-a20-bananapi.dtb  u-boot.bin  u-boot-sunxi-with-spl.bin  zImage

烧录

使用 SDFormatter 将 SD 卡格式化，再使用 Win32DiskImager 将 sdcard.img 烧录到 SD 卡，这样 SD 卡系统盘就做好了

启动

启动后，可以看到 /dev/ 目录下有三个 i2c 设备，

# ls /dev/i2c-*
/dev/i2c-0  /dev/i2c-1  /dev/i2c-2

哪个可以用呢？这时候就要看板子原理图了

原理图

扩展引脚中，3 号、5 号两个引脚为 I2C 引脚
对应 CPU 的 PB20、PB21 引脚

设备树

然后去设备树中查看哪个 I2C 设备绑定了这两个引脚

可以看到，i2C2 这个设备绑定了 PB20、PB21。i2C2 就是 /dev/i2c-2，接下来开始连线

硬件连线

i2c-tools

使用 i2c-tools 扫描设备

# i2cdetect -y 2
     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
00:          -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
30: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
60: -- -- -- -- -- -- -- -- 68 -- -- -- -- -- -- --
70: -- -- -- -- -- -- -- --
#

0x68 正是 MPU6050 的设备地址，说明连线正确，且驱动、i2c-tools 功能均正常。

数据手册

接下来就要根据数据手册，配置寄存器，并读取寄存器数据了
以电源管理 1 寄存器为例，它的寄存器地址为 0x6B

Bit7 为 DEVICE_RESET 功能

像这样，我们只要跟着数据手册，一步一步配置就行了

脚本

编写脚本，主要用到 i2c-tools 的两个命令 i2cget、i2cset，用法就不多介绍了，直接上完整脚本
mpu6050.sh

#/bin/sh

init() {
        i2cset -y 2 0x68 0x6B 0x80      # 复位
        usleep 100000

        i2cset -y 2 0x68 0x19 0x00      # 设置采样频率
        i2cset -y 2 0x68 0x6B 0x05      # 关闭低功耗
        i2cset -y 2 0x68 0x23 0x00      # 关闭 FIFO
}

read() {
        h=$(i2cget -y 2 0x68 0x41)      # 读取温度值高 8 位
        l=$(i2cget -y 2 0x68 0x42)      # 读取温度值低 8 位
        t=$((($h << 8) + $l))

        if [ $t -gt 32768 ];then
                t=$(echo "$t - 65536" | bc)
        fi

        temp=$(echo "scale=2;36.53 + $t / 340" | bc)
        echo $temp℃
}

main() {
        init
        while [[ 1 ]]
        do
                read
                usleep 200000
        done
}

main

执行

# ./mpu6050.sh
16.39℃
16.44℃
16.72℃
17.15℃
18.61℃
19.73℃
20.58℃
21.19℃
21.57℃
21.66℃
21.33℃
21.57℃
22.23℃
22.79℃
23.12℃
23.45℃
23.69℃
23.83℃
24.16℃
24.35℃
24.53℃
24.72℃
24.96℃
25.15℃
25.33℃
25.48℃
25.33℃
25.19℃
25.05℃
25.19℃
25.66℃
26.70℃
26.42℃
26.56℃
26.84℃
26.93℃
27.17℃

用手给它加热一下，可以看到温度在不断升高，说明功能是正常的。
可以看出，善于利用系统已有的功能和工具，能够极大的减轻我们的编程负担。上面的脚本仅仅三十多行，就完成了从 MPU6050 读取温度的功能。更多的时候，我们不要为了编程而编程，要多想想已有什么条件（资源），还差什么，我们把缺少的那部分补上，不就成功了吗，没必要从头造轮子。不过，有时间了，可以研究轮子！