【elfboard linux开发板】7.i2C工具应用与aht20温湿度寄存器读取

1. I2C工具查看aht20的温湿度寄存器值

1.1 原理图

传感器通过IIC方式进行通信，连接的为IIC1总线，且设备地址为0x38，实际上通过后续iic工具查询，这个设备是挂载在iic-0上

1.2 I2C工具

通过i2c工具可以实现查询i2c总线、以及上面挂载的设备以及设备的寄存器值。
a. 下载安装：

可以通过IIC工具地址进行下载，或以下命令下载（慢）：

git clone git://git.kernel.org/pub/scm/utils/i2c-tools/i2c-tools.git

1. 下载后，复制到相关文件夹下，按ctrl+alt+t打开终端，通过tar -zxvf 解压缩
2. cd i2c-tools-4.3目录下，下载版本不同，名称可能不一样
3. vi Makefile将下列三行改写为：

前–>后
CC ?= gcc -->#CC ?= gcc
AR ?= ar–> #AR ?= ar
STRIP ?= strip -->#STRIP ?= strip

4. make 编译后会在 ./tools/下生成可执行文件

5. 将i2cdetect、i2cdump、i2cget、i2cset、i2ctransfer等工具拷贝到开发板的/usr/bin目录下
   
   
6. 并且将对应的i2c工具依赖的库拷贝到开发板的/usr/lib下
   

i2c工具介绍：

i2cdetect

-V 输出版本
-y 接i2c序号，检测挂载在i2c总线上的器件
-l 打印i2c总线
-F MODE_FUNC
-r MODE_READ
-q MODE_QUICK
-a 设置扫描的地址从0x00到0x7F
iic1上有在0x1a位置上有挂载设备和驱动；UU表示既有设备也有驱动；

i2cdump:

i2cdump -f -y 1 0x1a 查看挂载在i2c1的设备0x1a的寄存器的值

i2ctransfer

格式为：i2ctransfer -f -y iic序号 w[number]@设备地址 命令 参数 r[number2]
number 为写入的字节数，number2为读取的字节数

AHT20的命令介绍：

初始化 0xBE(1011’ 1110)
触发测量 0xAC
软复位 0xBA

状态字用来判断寄存器的状态，具体对应如下：

bit[7]	bit[6]	bit[5]	bit[4]	bit[3]	bit[2]	bit[1]	bit[0]
1-测量中 0-休眠				1-已校准 0- 未校准

传感器读取流程：

• 上电后等待40ms, 通过0x71命令查看状态字的bit[3]是否为1，如果不为1，初始化（发送0xBE命令，命令有两个参数，分别为0x08与0x00，然后，等待10ms
• 启动测量（发送0xAC命令，有两个参数，分别为0x33与0x00)
• 等待80ms, 通过0x71命令读取状态字，bit[7]处于休眠态，说明测量完成，然后读取6个字节；如果bit[7]处于测量中，则继续等待；
• 发送应答位
• 接收数据，通过下列公式计算温湿度

$Valu{e}_{湿度}=\frac{valu{e}_{reg1}}{2^{20}}100$
$Valu{e}_{温度}=\frac{valu{e}_{reg2}}{2^{20}}200?50$

应用

1.初始化
i2ctransfer -f -y 0 w3@0x38 0xbe 0x08 0x00
2. 开始测量：
i2ctransfer -f -y 0 w3@0x38 0xAC 0x33 0x00
3. 读取值
i2ctransfer -f -y 0 w1@0x38 0x71 r7

补充说明:
Makefile的四种赋值运算符

= 赋值，可以使用后面定义的变量
:= 就地直接解析，只能使用前面定义好的变量
?=没有被赋值则进行赋值，赋值过则忽略
+=追加赋值

2. 使用安装好的驱动读取温湿度传感器的值

通过进程的方式获取iic总线挂载的设备，与iic设备寄存器的值后（实际上可以不用前面这些，直接循环读取就行），循环读取并计算温湿度传感器的值
注意：
execlp执行完，后续的将不会执行，因此，交给子进程单独执行该命令，在父进程中等待回收完子进程后，执行后续指令

#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>

#define read_len 2
int main(int argc,char*argv[]){
        printf("i2c-1 的 寄存器\n");
        unsigned int buf[read_len];
        float hum,temp;
        float hum1,temp1;
        int h1,t1;
        int ret = 0;
        pid_t pid = fork();
        if(pid<0){
                perror("fork error");
                exit(1);
        }else if(pid == 0){
                execlp("i2cdetect","i2cdetect","-y","0",NULL);
        }else{  
                waitpid(-1,NULL,0);
                if(argc<2||strncmp(argv[1],"/dev/",5))
                {
                        printf("参数错误，请输入/dev/");
                        exit(1);
                }
                int fd = open(argv[1],O_RDWR);
                if(fd<0){
                        perror("open error");
                        exit(1);
                }
                pid_t pid2 = fork();
                if(pid2 == 0){ 
                        execlp("i2cdump","i2cdump","-f","-y","0","0x38",NULL);
                }               
                else if(pid2 > 0){
                        waitpid(-1,NULL,0);
                        while(1){
                                if((ret=read(fd,buf,sizeof(buf)))==0){
                                        h1 = (buf[0]*1000)>>20;
                                        t1 = ((buf[1]*2000)>>20)-500;
                                        hum = buf[0]*1000./1024/1024/10;
                                        temp = (buf[1]*200.*10/1024/1024-500)/10;

                                        printf("湿度为%0.2f, 温度为%0.2f \n",hum,temp);
                                        printf("hum:%0.2f, temp:%0.2f \n",(float)h1/10.0,(float)t1/10.0);
                                        sleep(1);
                                }

                        }
                        close(fd);
                }
        }

}