树莓派实验日志（五）— I2C的使用

安迪 

一、I2C的概念

I2C，Inter-Integrated Circuit 。它是一种同步、串行、半双工的通信总线。同步，即发送端和接收端要求严格同步，通信双方使用的是同一个时钟源。串行，即使用一根数据线传输，数据一位一位地传输。而半双工，指的是接收数据和发送数据不可同时进行。

嵌入式系统一般使用I2C总线来与周边的低速设备进行通信。在此，树莓派充当的是主机（Master）的角色，从机（Slave）则是周边设备，比如显示屏、传感器、继电器等。

标准的I2C需要两个信号线：

SCL（Serial Clock） ：时钟线，时钟都是由master提供。 SDA（Serial Data） ：双向数据线，发送数据或接收数据，收发不能同时。

第一种方式，使用raspi-config配置程序开启。

# sudo raspi-config

在raspi-config的图形配置界面中，通过上下键选择接口选项[5 Interface Options]，在下一个界面中选择I2C选项[P5 I2C]，启用后，选择[Finish]退出配置界面，如下图所示。

配置完成后，重启树莓派，使配置生效。

# sudo reboot

第二种方式，直接使用Raspberry Pi OS桌面环境的图形配置工具“Rasberry Pi Configuration”，导航至“Menu > Preferences > Raspberry Pi Configuration”开启。

使用如下命令，查看当前的传输速率

# sudo cat /sys/module/i2c_bcm2835/parameters/baudrate

编辑config.txt文件，查找到包含“dtparam=i2c_arm=on”的那一行，在后面添加“，i2c_arm_baudrate=400000”，其中400000是新设置的速率，400kbit/s。

# sudo nano /boot/config.txt
dtparam=i2c_arm=on,i2c_arm_baudrate=400000

编辑完成后，保存文件并退出。

如何查看树莓派是否识别已接入的Slave设备，可通过i2c-tools工具进行检测。

# sudo apt-get install i2c-tools
# sudo i2cdetect 1

确认已成功安装后，可使用以下命令遍历这个总线，检测当前已挂在该总线上的I2C设备，并显示出被检测设备的I2C寄存器地址。如下图所示，如未挂有设备，显示为[--]。

OLED使用的是单色0.96英寸显示屏，它的驱动器是SSD1306，显示尺寸为128x64像素，使用I2C通信，如下图所示。

把OLED屏与树莓派连接好后，使用i2cdetect检测，可看到该OLED从设备的寄存器地址为0x3c。

（1）为了在OLED屏上显示文字或图像，需要使用到Adafruit的Python库。

# sudo git clone http://github.com/adafruit/Adafruit_Python_SSD1306.git

进入下载的文件夹，执行命令，安装相关依赖包。

# cd Adafruit_Python_SSD1306
# sudo python3 setup.py install

（2）在Adafruit_Python_SSD1306文件夹中的examples目录下，有若干个可直接运行的示例Python文件，其中，stats.py的功能是通过调用系统的参数，以获取当前磁盘信息、CPU信息等内容。

运行stats.py报错，根据提示，下载安装Adafruit_Python_GPIO库。

# sudo git clone http://github.com/adafruit/Adafruit_Python_GPIO.git