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它以其簡潔的硬件接口、高效的數(shù)據(jù)傳輸和廣泛的應(yīng)用支持，成為連接微控制器（MCU）與各種傳感器、存儲器、顯示器等外圍設(shè)備的重要橋梁
在Linux操作系統(tǒng)環(huán)境中，掌握I2C總線的讀寫操作，對于開發(fā)者來說，是解鎖豐富硬件資源、實(shí)現(xiàn)高效系統(tǒng)控制的關(guān)鍵
本文將深入探討如何在Linux系統(tǒng)中進(jìn)行I2C讀寫操作，帶您領(lǐng)略其背后的技術(shù)魅力
一、I2C總線基礎(chǔ) I2C總線由飛利浦公司（現(xiàn)為NXP半導(dǎo)體）于1982年推出，旨在簡化電子設(shè)備內(nèi)部組件之間的連接
與傳統(tǒng)并行總線相比，I2C采用兩根線（SDA數(shù)據(jù)線、SCL時鐘線）加上一根可選的地線，實(shí)現(xiàn)了串行數(shù)據(jù)傳輸，大大減少了線路復(fù)雜度
I2C總線支持多種數(shù)據(jù)傳輸速率，從標(biāo)準(zhǔn)模式（100kHz）到快速模式（400kHz）、快速模式+（1.7MHz）、高速模式（3.4MHz）乃至超快速模式（5MHz及以上），滿足了不同應(yīng)用場景的需求
在I2C通信中，設(shè)備分為兩類：主設(shè)備（Master）和從設(shè)備（Slave）
主設(shè)備負(fù)責(zé)發(fā)起通信并控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆较蚝退俾剩鴱脑O(shè)備則響應(yīng)主設(shè)備的請求，執(zhí)行數(shù)據(jù)讀寫操作
每個從設(shè)備都有一個唯一的地址，用于在總線上被唯一識別
二、Linux中的I2C子系統(tǒng) Linux內(nèi)核自2.6版本起，便內(nèi)置了對I2C總線的支持，通過I2C子系統(tǒng)提供了一套完整的API，允許用戶空間程序通過文件系統(tǒng)進(jìn)行I2C設(shè)備的配置和數(shù)據(jù)傳輸
這一設(shè)計使得開發(fā)者無需深入了解底層硬件細(xì)節(jié)，即可輕松實(shí)現(xiàn)對I2C設(shè)備的訪問
I2C子系統(tǒng)在Linux中的實(shí)現(xiàn)分為幾個層次： 1.硬件抽象層：負(fù)責(zé)直接與硬件交互，包括I2C控制器的初始化和數(shù)據(jù)傳輸
2.核心層：提供I2C總線的基本功能，如設(shè)備發(fā)現(xiàn)、地址管理、數(shù)據(jù)傳輸控制等
3.設(shè)備驅(qū)動層：針對特定I2C設(shè)備開發(fā)的驅(qū)動程序，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)設(shè)備特定的功能和接口
三、Linux中I2C讀寫操作實(shí)踐 要在Linux系統(tǒng)中進(jìn)行I2C讀寫操作，通常有兩種途徑：使用命令行工具或編寫用戶空間程序
1. 使用命令行工具（i2cdetect, i2cdump, i2cget, i2cset） Linux提供了一系列命令行工具，方便開發(fā)者進(jìn)行I2C設(shè)備的檢測和數(shù)據(jù)讀寫
- i2cdetect：用于掃描I2C總線上的設(shè)備，列出所有已連接的從設(shè)備地址
bash sudo i2cdetect -y 1 其中，`-y`選項(xiàng)指定使用I2C適配器編號（通常為1），數(shù)字1表示第一條I2C總線
- i2cdump：讀取并顯示指定I2C設(shè)備寄存器的內(nèi)容
bash sudo i2cdump -y 1 0x50 這里，`0x50`是目標(biāo)設(shè)備的地址
- i2cget：從指定I2C設(shè)備的寄存器中讀取單個字節(jié)
bash sudo i2cget -y 1 0x50 0x00 `0x00`是寄存器的地址
- i2cset：向指定I2C設(shè)備的寄存器寫入單個字節(jié)
bash sudo i2cset -y 1 0x50 0x00 0xAA `0xAA`是要寫入的值
2. 編寫用戶空間程序 對于需要更復(fù)雜操作或集成到應(yīng)用程序中的場景，編寫用戶空間程序是一個更好的選擇
Linux I2C子系統(tǒng)提供了`/dev/i2c-`設(shè)備文件，允許用戶空間程序通過標(biāo)準(zhǔn)的文件I/O操作進(jìn)行I2C通信
以下是一個簡單的C語言示例，展示如何打開I2C設(shè)備、設(shè)置從設(shè)備地址、進(jìn)行讀寫操作：
include
