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Linux I2C:读取消息长度

Linux I2C是Linux操作系统中用于通过I2C总线进行通信的驱动程序。I2C(Inter-Integrated Circuit)是一种串行通信协议,用于在集成电路之间进行短距离的数据传输。

I2C总线是一种双线制的通信协议,包括一个时钟线(SCL)和一个数据线(SDA)。它允许多个设备通过共享这两条线来进行通信,每个设备都有一个唯一的地址。其中一个设备充当主设备,负责发起和控制通信,其他设备则充当从设备,响应主设备的请求。

读取消息长度是指通过I2C总线从设备读取数据时,读取的数据的长度。在Linux中,可以使用I2C驱动程序提供的接口函数来读取I2C设备的数据。读取消息长度的具体步骤如下:

  1. 打开I2C设备:使用open()函数打开I2C设备文件,例如"/dev/i2c-0"。
  2. 设置从设备地址:使用ioctl()函数设置要读取的从设备的地址。
  3. 发送读取请求:使用read()函数发送读取请求,并指定要读取的数据长度。
  4. 读取数据:使用read()函数读取从设备返回的数据。
  5. 关闭I2C设备:使用close()函数关闭I2C设备文件。

读取I2C消息长度的优势在于可以根据需要读取不同长度的数据,灵活性较高。应用场景包括但不限于:

  1. 传感器数据读取:通过I2C总线连接的传感器可以提供各种类型的数据,如温度、湿度、光照等。读取消息长度可以根据传感器提供的数据格式进行灵活处理。
  2. 外设控制:通过I2C总线连接的外设,如LCD显示屏、触摸屏等,可以通过读取消息长度来获取外设的状态信息或控制指令。
  3. 嵌入式系统开发:在嵌入式系统中,I2C总线常用于连接各种外设和传感器。读取消息长度可以满足系统对不同外设的数据读取需求。

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I2C 总线(Inter-Integrated Circuit Bus)是设备与设备间通信方式的一种。它是一种串行通信总线,由飞利浦公司在1980年代为了让主板、嵌入式系统或手机用以连接低速周边设备而发展[1]。I2C 总线包含两根信号线,一根为信号线 SDA ,另一根为时钟线 SCL 。总线上可以挂载多个设备,以 7 位 I2C 地址为例,总线上最多可以挂载 27 - 1 个设备,即 127 个,地址 0x00 不用(类似于网络中的广播地址)。I2C 还包括一个子集叫 SMBus (System Management Bus),是 1995 年由 Intel 提出的[2]。为什么说是子集,是因为 SMBus 是 I2C 的简化版,电气特性和传输速率等方面上略有不同。下图展示了一个 I2C 主设备和三个 I2C 从设备的示意图,总线上只能有一个主设备,而通常情况下你的主机(如 Raspberry Pi,Arduino)就是主设备,传感器为从设备。

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树莓派I2C接口技术及Python SMBus串行I2C EEPROM应用编程

文章目录 一、I2C接口技术 1.I2C总线系统组成 2.I2C总线的状态及信号 3.I2C总线基本操作 4.启动和停止条件 5.I2C总线数据传输格式 二、I2C总线上拉电阻的估算与选取 三、树莓派与AT24C02接口实验电路及Python SMBus串行I2C EEPROM应用编程 1.启动RPi串行I2C接口及安装Python SMBus库 2. 树莓派与AT24C02 EEPROM接口实验电路 3. Python SMBus库函数介绍 4. 使用I2C Tools及Python SMBus读写AT24C02 EEPROM 一、I2C接口技术 I2C接口是嵌入式系统中常用的网络接口之一,它采用串行通信方式将MCU/传感器连接到系统总线,通过主机/从机的方式协调工作。 I2C/IIC(Inter-Integrated Circuit)总线是由PHILIPS公司于1982年针对MCU/传感器等应用需求而研制的一种两线式串行总线,用于连接MCU及传感器等设备。 I2C总线的主要特点如下: (1)I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。 (2)由于接口直接在组件之上,因此I2C总线占用的空间非常小,减少了电路板的空间和芯片管脚的数量,降低了互联成本。 (3)I2C总线的长度可高达25英尺(约7.6m),并且能够以标准模式100Kbps的传输速率支持40个组件。新一代I2C总线还支持高速模式400Kbps传输。 (4)I2C总线的另一个优点是支持多主控(multi-mastering), 其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号传输和时钟频率。当然,在任何时间点上只能有一个主控。 1. I2C总线系统组成 I2C总线协议包含两层协议:物理层和数据链路层。 在物理层,I2C总线仅使用了两条信号线:一个是串行数据线SDA (Serial DAta line),它用于数据的发送和接收;另一个是串行时钟线SCL (Serial Clock Line)构成的串行总线,它用于指示何时数据线上是有效数据,即数据同步。MCU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送,I2C标准模式最大传送速率为100kbps,I2C快速模式最大传输速率为400kbps。 在数据链路层,每个连接到I2C总线上的设备都有唯一的地址,设备的地址由系统设计者决定。在信息的传输过程中,I2C总线上并接的每一设备既是主设备(或从设备)又是发送器(或接收器),这取决于它所要完成的功能。 由I2C总线所构成的系统可以有多个I2C节点设备,并且可以是多主系统,任何一个设备都可以为主I2C;但是任一时刻只能有一个主I2C设备,I2C具有总线仲裁功能,以保证系统正确运行。主I2C设备发出时钟信号、地址信号和控制信号,选择通信的从I2C设备并控制收发。I2C总线要求:(1)各个节点设备必须具有I2C接口功能;(2)各个节点设备必须共地;(3)两根信号线必须接上拉电阻Rp。如图1所示。  图1 多I2C设备接口示意图 2. I2C总线的状态及信号 (1)空闲状态 SCL和SDA均处于高电平状态,即为总线空闲状态(空闲状态为何是高电平的道理很简单,因为它们都接上拉电阻)。 (2)占有总线和释放总线 若想让器件使用总线应当先占有它,占有总线的主控器向SCL线发出时钟信号。数据传送完成后应当及时释放总线,即解除对总线的控制(或占有),使其恢复成空闲状态。 (3)启动信号[S] 启动信号由主控器产生。在SCL信号为高时,SDA产生一个由高变低的电平变化,产生启动信号。 (4)结束/停止信号[P] 当SCL线高电平时,主控器在SDA线上产生一个由低电平向高电平跳变,产生停止信号。启动信号和停止信号的产生见图2所示。  图2 启动信号和停止信号的产生 (5)应答/响应信号[A/NA] 应答信号是对字节数据传输的确认。应答信号占1位,数据接收者接收1字节数据后,应向数据发出者发送一个应答信号。对应于SCL第9个应答时钟脉冲,若SDA线仍保持高电平,则为非应答信号(NA/ACK)。低电平为应答,继续发送;高电平为非应答,结束发送。 (6)控制位信号[R/nW] 控制位信号占1位,IIC主机发出的读写控制信号,高为读、低为写(对IIC主机而言)。控制位(或方向位)在寻址字节中给出。 (7)地址信号 地址信号为从机地址,占7位,称之为“寻址字节”(见表1)。 表1 寻址字节  下面对表1中的各字段进行说明。 器件地址(DA3-DA0):DA3-DA0是I2C总线接口器件固有的地址编码,由器件生产厂家给定,如AT24C××I2C总线EEPROM器件的地址为1010等。 引脚地址(A2、A1、A0):引脚地址由I2C总线接口器件的地址引脚A2、A1、A0的高低来确定,接高电平者为1,接地者为0。 读写控制位/方向位(R/n W):R/nW为1表示主机读,R/nW为0表示主机

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