Linux i2c子系统应用之Linux ARM嵌入式i2c通信（用i2c设备总线完成i2c从设备寄存器的配置）

一、前言

        本文主要分为三个部分，第一部分，介绍i2c总线应用的背景以及本文编译测试需要的开发环境；第二部分，介绍主要的源码及相关函数接口；第三部分，测试方法以及详细测试结果，i2c从设备的7bit器件地址可以在设备的datasheet查找。文章的最后会给大家分享本文的所有源码。

二、开发背景和环境 

        在做嵌入式相关工作时，需要配置i2c从设备的寄存器是常有的事，本文记录了利用i2c总线的去配置i2c从设备的方法。本例是针对i2c子系统来实现的应用程序，在我看来i2c子系统都是标准的，因此跟内核版本以及ARM具体型号没有关系，其中ioctl调用的。其中ARM s3c6410有2个i2c总线，但硬件只引出了i2c-0。

优点：（1）编写代码简单（相对不懂字符驱动架构来说，而且驱动方式需要一个驱动程序和一个应用测试程序），一个应用程序程序可以快速配置寄存器，很快看到结果；

            （2）启动时间比较相比内核驱动的慢，应用程序是在文件系统初始化完成后才能运行；比如，用i2c配置显示模块，要显示屏尽快工作，把配置做在内核驱动比较合适。

缺点 ：（1）在应用层运行软件时，i2c从设备需要多种功能操作时（比如修改摄像头的亮度、放大、曝光、分辨率等配置），把每个功能包装成函数模块，相对层次不明显，而且难以管理维护，建议用驱动的实行完成（内核驱动、.ko均可）

             （2）应用层只能调用i2c子系统驱动程序所支持的接口，需要扩展使用内核的其他资源（在必要测试时，但理论很少发生，因内核的存在就是防止应用层随意访问内核的资源），要么修改i2c子系统的驱动，或者自己编写的i2c从设备的设备驱动    。

运行环境：ARM S3C6410平台

交叉编译器：ARM-LINUX-GCC

内核版本：2.6.28.6

三、源码的讲解

         源码部分主要又分为两个部分，第一部分是我们工作中所要应用到的，无非是i2c总线的初始化（打开、关闭操作），还有i2c的读写（write、read操作）；第二部分，解决部分疑问（变量、数据结构以及宏定义的来源），选择性了解，由Linux属于开源系统，所以源码中的任何定义都能够找到；

1、应用程序中用户的宏定义

#define I2C_READ_FLAGS 1
#define I2C_WRITE_FLAGS 0
#define I2C_BUS_NAME "/dev/i2c-0" 

2、以下为打开和关闭i2c设备操作，其中包括了检测从设备：

int i2c_init(const char *filename, const int addr) {

	// Check I2C connectivity
	file = open(filename, O_RDWR);
	if (file < 0) {
		printf("Failed to open bus\n");

	}

	// Check connectivity to slave device
	ak = ioctl(file, I2C_SLAVE, addr);
	if (ak < 0) {
		printf("Failed to acquire bus access and/or talk to slave\n");
	}
	return file;
}
void i2c_close(int fb){
	// closes I2C connection
	close(fb);
	return;
}

2、以下函数为用总线i2c去写从设备地址的寄存器，因本文所介绍得i2c从设备每个寄存器地址是8bit（一个字节），而有的i2c从设备寄存器地址为16bit（2个字节），相应地改下work_queue数据包就行，buf存放的寄存器地址和将要向寄存器写的值，flags字段区别读还是写，读的函数同理，凡事多测试、实践就能找到窍门：

static int i2c_write(int i2c_fd, unsigned int reg_address ,unsigned int reg_val){

        struct i2c_rdwr_ioctl_data work_queue;
        int ret;

        work_queue.nmsgs = 1;
        work_queue.msgs = (struct i2c_msg *)malloc(work_queue.nmsgs * sizeof(struct i2c_msg));
        if(!work_queue.msgs){
                printf("msgs memery alloc error\n");
                close(i2c_fd);
                return 0;
        }
        if ((work_queue.msgs[0].buf = (unsigned char *)malloc(2 * sizeof(unsigned char))) == NULL){//本文buff是根据char（8位）一个字节分配的空间，可以根据寄存器地址长度自行分配
                printf("buf memery alloc error...\n");
                close(i2c_fd);
                return 0;
        }

        (work_queue.msgs[0]).len = 2;
        (work_queue.msgs[0]).flags = I2C_WRITE_FLAGS;
        (work_queue.msgs[0]).addr = SLAVE_DEVICE_7BIT_ADDRESS;
        (work_queue.msgs[0]).buf[0] =reg_address;
	(work_queue.msgs[0]).buf[1] = reg_val;

        ret = ioctl(i2c_fd, I2C_RDWR, (unsigned long) &work_queue);

        if(ret < 0){
                printf("Error during I2C_RDWR ioctl with error code: %d\n", ret);
                return 0;
        }
	printf("Write Reg:0x%x Value:0x%x\n",reg_address, reg_val);
	free(work_queue.msgs[0].buf);
	free(work_queue.msgs);
}

3、以下函数为用总线i2c去读从设备地址的寄存器：

static int i2c_read(int i2c_fd, unsigned char reg_address){
        struct i2c_rdwr_ioctl_data work_queue;
        unsigned char val,reg;
        int ret;

        work_queue.nmsgs = 2;
        work_queue.msgs = (struct i2c_msg *)malloc(work_queue.nmsgs *sizeof(struct i2c_msg));

        if(!work_queue.msgs){
                printf("Memery alloc error\n");
                close(i2c_fd);
                return 0;
        }

	if ((work_queue.msgs[0].buf = (unsigned char *)malloc(2 * sizeof(unsigned char))) == NULL){
                printf("buf memery alloc error...\n");
                close(i2c_fd);
                return 0;
        }
        val