1. I2C介紹

IIC又簡(jiǎn)寫(xiě)成I2C，是一種串行通信總線，使用多主從架構(gòu)。

最初設(shè)計(jì)目的為了讓主板、嵌入式系統(tǒng)或手機(jī)用來(lái)連接低速周邊設(shè)備。多用于小數(shù)據(jù)量的場(chǎng)合，有傳輸距離短，任意時(shí)刻只能有一個(gè)主機(jī)等特性。

在Linux嵌入式應(yīng)用開(kāi)發(fā)的情景下，完全可以不必理會(huì)IIC協(xié)議的詳細(xì)規(guī)定。只需要按照驅(qū)動(dòng)層提供給我們的操作IIC外設(shè)的操作接口函數(shù)就可以像操作linux中其他普通設(shè)備文件那樣輕松的操作IIC外設(shè)了。

1.1 開(kāi)發(fā)板上I2C資源介紹

EASY EAI Orin-Nano開(kāi)發(fā)板預(yù)留引出了2路IIC資源，以供用戶自定義調(diào)用，它們分別是IIC2和IIC8。確切的分部位置，如下圖所示：

1.2 硬件接線示意圖

本示例采用ADS1115電壓檢測(cè)模塊進(jìn)行輔助演示。此模塊功能是把檢測(cè)到的電壓(模擬信號(hào))轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)存入寄存器中，然后以IIC的通信方式對(duì)外提供電壓信息的提取。

ADS1115模塊與EASY EAI Orin-Nano的接線原理圖如下所示：

2. 快速上手

2.1 例程源碼下載

到【百度網(wǎng)盤(pán)】上下載相關(guān)的單例程序：

鏈接：https://pan.baidu.com/s/1RXHMGpmGSEfFy0rb1VkXSg?pwd=1234

提取碼: 1234

比如在windows環(huán)境中，就把單例程序下載到：此電腦D:BaiduNetdisk (無(wú)規(guī)定，用戶可自主選擇)，如下圖所示。

然后把例程【復(fù)制粘貼】到nfs掛載目錄中。（不清楚目錄如何構(gòu)建的，可以參考《入門(mén)指南/開(kāi)發(fā)環(huán)境準(zhǔn)備/nfs服務(wù)搭建與掛載》）

2.2 例程編譯&運(yùn)行

通過(guò)adb shell進(jìn)入開(kāi)發(fā)板環(huán)境(不清楚如何通過(guò)adb進(jìn)行調(diào)試，可以參考《入門(mén)指南/開(kāi)發(fā)板調(diào)試方式介紹/adb調(diào)試》)，執(zhí)行下方命令定位到demo目錄，并且執(zhí)行編譯操作。

cd /home/orin-nano/Desktop/nfs/08_IIC/
./build.sh

編譯成功后，會(huì)生成一個(gè)test-ads1115的可執(zhí)行程序在Release目錄中。

執(zhí)行下方命令則可運(yùn)行測(cè)試demo，如下所示。

sudo ./Release/test-ads1115

執(zhí)行效果如下所示，利用探測(cè)分別觸碰3V3，1V8，GND三個(gè)端子，則可在終端測(cè)出對(duì)應(yīng)的電壓值。

3. C語(yǔ)言使用案例

ADS1115的C語(yǔ)言使用案例，代碼地址為08_IIC/test-ads1115/main.c，供用戶編碼參考。以下代碼展示了對(duì)ADS1115操作流程：

int32_t ads1115_config_register(uint32_t fd, uint8_t configH, uint8_t configL)
{
    uint8_t reg_data[3] = {ADS1015_REG_POINTER_CONFIG, configH, configL};
    return iic_write(fd, ADS1115_ADDRESS, reg_data, sizeof(reg_data));
}

int16_t ads1115_read_data(uint32_t fd)
{
    bool ret = false;
    /*讀取數(shù)據(jù)*/
    uint8_t tx_data[1] = {ADS1015_REG_POINTER_CONVERT};
    if(iic_write(fd, ADS1115_ADDRESS, tx_data, sizeof(tx_data)) < sizeof(tx_data)){
        printf("iic write faild !n");
        return -1;
    }

    uint8_t rx_data[3]={0};
    if(iic_read(fd, ADS1115_ADDRESS, rx_data, 2) < 0){
        printf("iic read faild !n");
        return -1;
    }

    int16_t data = rx_data[0]*256+rx_data[1];
    return data;
}

double ads1115_get_voltage_val(uint32_t fd, uint8_t configH, uint8_t configL)
{
    /*配置寄存器*/
    if(ads1115_config_register(fd, configH, configL) < 0){
        printf("ads1115 config register faildn");
        return 0.0;
    }
    usleep(100 * 1000);
    
    int16_t ad_val = ads1115_read_data(fd);
    if((0x7FFF == ad_val)|(0X8000 == ad_val)) {//是否超量程了
        ad_val = 0;
        printf("ads1115 over PGArn");
    }
    
    double val = 0.0;
    switch((0x0E&configH)?>>1)//量程對(duì)應(yīng)的分辨率
    {
        case(0x00):
            val = (double)ad_val*187.5/1000000.0; break;
        case(0x01):
            val = (double)ad_val*125/1000000.0; break;
        case(0x02):
            val = (double)ad_val*62.5/1000000.0; break;
        case(0x03):
            val = (double)ad_val*31.25/1000000.0; break;
        case(0x04):
            val = (double)ad_val*15.625/1000000.0; break;
        case(0x05):
            val = (double)ad_val*7.8125/1000000.0; break;
        default:
            val = 0.0; break;
    }
    
    return val;
}

int main(int argc, char const *argv[])
{
    bool ret = false;
    double val;
    int fd = iic_init("/dev/i2c-2");
    if(fd < 0){
        printf("iic init faild n");
        return -1;
    }
    
    if(0 != iic_set_addr_len(fd, 7)){
        return -1;
    }
    
    if(0 != iic_set_addr(fd, ADS1115_ADDRESS)){
        return -1;
    }    
    
    while (1) {
        val = ads1115_get_voltage_val(fd, CONFIG_REG_H, CONFIG_REG_L);
        printf("val: %f Vrn",val);
        sleep(2);
    }
    
    iic_release(fd);
    return 0;
}

其中iic_init()，iic_set_addr_len()，iic_set_addr()，iic_read()，iic_write()，iic_release()是對(duì)系統(tǒng)調(diào)用的易用化封裝。具體實(shí)現(xiàn)于08_IIC/commonApi/iic.c

除了需要有對(duì)IIC硬件資源進(jìn)行操作的接口以外，要需要清楚IIC總線上的IIC從機(jī)設(shè)備的寄存器操作方法。如ADS1115電壓檢測(cè)芯片，與其寄存器相關(guān)的操作定義均在08_IIC/test-ads1115/ads1115.h中實(shí)現(xiàn)。

審核編輯 黃宇