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I2C

I²C 是一种由 Philips（现 NXP） 在 1980 年代开发的 同步、串行、半双工、双线通信总线，主要用于芯片间短距离通信。 它常见于嵌入式系统中，用来连接微控制器与各种外围器件（传感器、存储器、显示器驱动芯片等）。

I²C 的最大特点是：

  • 只需要两根信号线：
    • SCL（Serial Clock Line） —— 时钟线
    • SDA（Serial Data Line） —— 数据线
  • 总线型结构，多个设备可共享一条总线。
  • 支持多主机/多从机模式，但常见的应用是一主多从。

1.引脚分布​

在板子上拥有40Pin的拓展引脚，你可以通过下图所示的硬件接口图进行确定，更多详细功能可以通过硬件原理图确定。

注意：如果模块的接收电压是3V3请接入3V3，如果模块的接收电压是1V8请接入1V8。禁止将1V8的模块接入3V3的引脚，会导致模块烧毁！

image-20250829173326706

3.使用 sysfs 接口查看​

查看 I²C 适配器（控制器）

ls /dev/i2c-*

运行效果如下：

baiwen@dshanpi-a1:~$ ls /dev/i2c-*
/dev/i2c-1  /dev/i2c-10  /dev/i2c-11  /dev/i2c-2  /dev/i2c-4  /dev/i2c-5  /dev/i2c-9

查看 I²C 总线信息：

cat /sys/class/i2c-dev/i2c-2/name

运行效果如下：

baiwen@dshanpi-a1:~$ cat /sys/class/i2c-dev/i2c-2/name
rk3x-i2c

4.使用i2c-tools工具​

安装工具

sudo apt-get install i2c-tools

列出所有 I²C 总线

i2cdetect -l

运行效果：

baiwen@dshanpi-a1:~$ i2cdetect -l
i2c-1   unknown         rk3x-i2c                                N/A
i2c-2   unknown         rk3x-i2c                                N/A
i2c-4   unknown         rk3x-i2c                                N/A
i2c-5   unknown         rk3x-i2c                                N/A
i2c-9   unknown         rk3x-i2c                                N/A
i2c-10  unknown         ddc                                     N/A
i2c-11  unknown         27e40000.dp                             N/A

扫描总线上的设备

sudo i2cdetect -y -r 2

运行效果：

baiwen@dshanpi-a1:~$ sudo i2cdetect -y -r 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: -- -- -- -- -- -- -- --

5.使用Python进行I2C通讯​

安装python3-smbus库

sudo apt-get install python3-smbus

示例程序：

import smbus

DEVICE_ADDR   = 0x68   # 从机地址
REGISTER_ADDR = 0x01   # 要读写的寄存器地址

# 打开 I2C 总线 2 (/dev/i2c-2)
bus = smbus.SMBus(2)

# 写寄存器：向 0x01 写入 0x55
bus.write_byte_data(DEVICE_ADDR, REGISTER_ADDR, 0x55)
print("已写入 0x55")

# 读寄存器：从 0x01 读取 1 个字节
value = bus.read_byte_data(DEVICE_ADDR, REGISTER_ADDR)
print(f"寄存器 0x{REGISTER_ADDR:02X} 的值 = 0x{value:02X}")

# 关闭总线
bus.close()

运行程序：

sudo python3 i2c.py

运行效果：

baiwen@dshanpi-a1:~$ sudo python3 i2c.py
已写入 0x55
寄存器 0x01 的值 = 0x55

6.使用C进行I2C通讯​

示例代码：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
#include <sys/ioctl.h>

#define I2C_DEV "/dev/i2c-2"   // I2C 总线设备节点
#define DEV_ADDR 0x68          // 从机地址

int main() {
    int fd;
    char reg = 0x01;   // 寄存器地址
    char buf[10];

    // 打开 I2C 设备
    if ((fd = open(I2C_DEV, O_RDWR)) < 0) {
        perror("打开 I2C 设备失败");
        exit(1);
    }

    // 指定从机地址
    if (ioctl(fd, I2C_SLAVE, DEV_ADDR) < 0) {
        perror("设置 I2C 从机地址失败");
        close(fd);
        exit(1);
    }

    // 写寄存器（例如：向 0x01 写入 0x55）
    buf[0] = reg;    // 寄存器地址
    buf[1] = 0x55;   // 要写的数据
    if (write(fd, buf, 2) != 2) {
        perror("写寄存器失败");
    } else {
        printf("已向寄存器 0x%02X 写入 0x%02X\n", reg, buf[1]);
    }

    // 读寄存器
    if (write(fd, &reg, 1) != 1) {
        perror("写寄存器地址失败");
    } else {
        if (read(fd, buf, 1) != 1) {
            perror("读取寄存器失败");
        } else {
            printf("寄存器 0x%02X 的值 = 0x%02X\n", reg, buf[0]);
        }
    }

    close(fd);
    return 0;
}

编译程序：

gcc i2c_test.c -o i2c_test

运行程序：

sudo ./i2c_test

运行效果：

baiwen@dshanpi-a1:~$ sudo ./i2c_test
已向寄存器 0x01 写入 0x55
寄存器 0x01 的值 = 0x55