1.前言

通常情況下，I2C裝置由核心驅動控制，但是某些情況下I2C裝置也可由使用者空間控制。如果在使用者空間控制I2C裝置，需要訪問/dev目錄中所提供的介面，在使用I2C裝置之前必須要載入i2c-dev裝置。每一個已經註冊的IC裝置都有一個編號，該編號從0開始計算。可以檢視/sys/class/i2c-dev目錄以獲得I2C介面卡的資訊，或者使用i2cdetect工具檢視I2C介面卡。i2cdetect是一個簡單易用的I2C工具包。

2.C語言的例子

讓我們從一個簡單的C語言的例子開始Linux I2C裝置的使用。在開始之前需要包括 linux/i2c-dev.h。然後需要決定訪問的I2C介面卡，可以檢視/sys/class/i2c-dev，或者使用i2cdetect - l命令。接著便可開啟檔案，請看示例程式碼

  int file;
  int adapter_nr = 1; /* I2C介面卡編號 */
  char filename[20];
 
  snprintf(filename, 19, "/dev/i2c-%d", adapter_nr);
  file = open(filename, O_RDWR);
  if (file < 0) {
    /* 開啟失敗 */
    exit(1);
  }
 

開啟裝置時，必須確定I2C從機地址。

  int addr = 0x40; /* I2C 從機地址 */
  if (ioctl(file, I2C_SLAVE, addr) < 0) {
    /* 開啟失敗 */
    exit(1);
  }

完成了基本設定，下面便可以使用SMBUS指令或純I2C函式與晶片通訊。SMBUS函式形式是一個很不錯的選擇。 

 __u8 register = 0x10; /* I2C從機 暫存器地址 */
  __s32 res;
  char buf[10];
  /* 使用SMBus函式 */
  res = i2c_smbus_read_word_data(file, register);
  if (res < 0) {
    /* 錯誤 */
  } else {
    /* 成功讀取到一個字 */
  }
  /* 使用I2C Write, 等價於i2c_smbus_write_word_data(file, register, 0x6543) */
  buf[0] = register;
  buf[1] = 0x43;
  buf[2] = 0x65;
  if (write(file, buf, 3) ! =3) {
    /* 錯誤*/
  }
  /* 使用I2C Read, 等價於 i2c_smbus_read_byte(file) */
  if (read(file, buf, 1) != 1) {
    /* 錯誤 */
  } else {
    /* buf[0]為讀取到的位元組 */
  }
 

3.SMBUS詳細說明

【核心說明】

標記符	長度	說明
S	1 bit	I2C啟動
P	1 bit	I2C停止
Rd/Wr	1 bit	控制字中的讀寫標誌位，讀操作為1，寫操作為0
A, NA	1 bit	應答標誌
Addr	7 bits	7位I2C地址
Data	8 bit	位元組資料
Comm	8 bits	命令位元組，可理解為I2C裝置暫存器地址
[..]	N char	I2C裝置返回的資料

【1】__s32 i2c_smbus_write_quick(int file, __u8 value);傳送一個寫控制字，可用於測試I2C裝置是否存在。S Addr Rd [A] [Data] NA P【2】__s32 i2c_smbus_read_byte(int file);

傳送一個讀控制字，並從I2C裝置中讀取一個位元組。S Addr Rd [A] [Data] NA P【3】__s32 i2c_smbus_write_byte(int file, __u8 value);傳送一個寫控制字，並向I2C裝置中寫入一個位元組。S Addr Wr [A] Data [A] P【4】__s32 i2c_smbus_read_byte_data(int file, __u8 command);向I2C裝置傳送一個寫控制字+控制指令（暫存器地址），再發送一個讀控制字，此時I2C從裝置內部的讀寫指標轉移到指定的位置，並返回一個位元組，最後返回一個無應答NA。S Addr Wr [A] Comm [A] S Addr Rd [A] [Data] NA P【5】__s32 i2c_smbus_write_byte_data(int file, __u8 command, __u8 value);向I2C裝置傳送一個寫控制字+控制指令（暫存器地址），緊接著傳送指令內容（暫存器內容，單位元組）。S Addr Wr [A] Comm [A] Data [A] P【6】__s32 i2c_smbus_read_i2c_block_data(int file, __u8 command, __u8 *values);向I2C裝置傳送一個寫控制字+控制指令（暫存器地址），再發送一個讀控制字，此時I2C從裝置內部的讀寫指標轉移到指定的位置，並連續返回多個位元組，I2C主機讀取到一定數量位元組內容之後傳送無應答NA。S Addr Wr [A] Comm [A] S Addr Rd [A] [Data] A [Data] A ... A [Data] NA P【7】__s32 i2c_smbus_write_i2c_block_data(int file, __u8 command, __u8 length, __u8 *values);向I2C裝置傳送一個寫控制字+控制指令（暫存器地址），接著傳送傳送指令內容（暫存器內容，多位元組）S Addr Wr [A] Comm [A] Data [A] Data [A] ... [A] Data [A] P【注意點1】這些函式如果返回-1代表操作失敗。在一些具有寫功能的函式中，返回0代表操作成功，在具有讀功能的函式中，返回讀取的位元組數（除i2c_smbus_read_block_data）。讀塊(block)操作時不應超過32個位元組。【注意點2】樹莓派不支援以下函式。  __s32 i2c_smbus_read_block_data(int file, __u8 command, __u8 *values);  __s32 i2c_smbus_write_block_data(int file, __u8 command, __u8 length, __u8 *values);

4.參考資料