Programación de la interfaz I2C

La programación precisa de un dispositivo I2C depende mucho del fabricante. En general necesitaremos primero una configuración y luego entraremos en un bucle que lee o escribe datos. Por ejemplo, veamos cómo se maneja el acelerómetro MPU6050.

Programación I2C con wiringPi

Como siempre wiringPi sacrifica flexibilidad en aras de una mayor simplicidad. Ni siquiera proporciona una función para cambiar la frecuencia del reloj y no soporta transferencias de bloques, sino solo de registros de 8 y 16 bits.

#include <wiringPiI2C.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

short swap(short n) { return (n << 8) | (n >> 8) & 0xff; }

int main()
{
    int fd = wiringPiI2CSetup(0x68);
    if (0x68 != wiringPiI2CReadReg8(fd, 117)) {
        puts("No se encuentra el dispositivo");
        return 1;
    }
    wiringPiI2CWriteReg8(fd, 107, 0);
    for(;;) {
        short t = wiringPiI2CReadReg16(fd, 65);
        printf("temperatura: %f\n", swap(t)/340. + 36.53);

        short ax = wiringPiI2CReadReg16(fd, 59);
        short ay = wiringPiI2CReadReg16(fd, 61);
        short az = wiringPiI2CReadReg16(fd, 63);
        printf("ax=%d, ay=%d, az=%d\n", ax, ay, az);
        delay(500);
    }
    close(fd);
    return 0;
}

La función de inicialización wiringPiI2CSetup necesita la dirección del dispositivo, que podemos obtener con i2cdetect y devuelve un descriptor de archivo que hay que usar en todas las demás llamadas relacionadas con ese dispositivo. Podemos hacer transferencias de lectura y escritura de/a registros de 8 y 16 bits. Típicamente se configura previamente el dispositivo con llamadas a wiringPiI2CWriteReg8 según la hoja de datos del fabricante.

Un resumen de las funciones empleadas sería:

Programación de I2C con bcm2835

En bcm2835 la interfaz es también sencilla pero no se requiere un descriptor de archivo para cada dispositivo I2C y la comunicación es un poco engorrosa, porque el direccionamiento de los registros debe hacerse de forma manual con un write.

#include <bcm2835.h>
#include <stdio.h>

short swap(short n) { return (n << 8) | (n >> 8) & 0xff; }

int main()
{
    bcm2835_init();
    bcm2835_i2c_begin();
    bcm2835_i2c_setSlaveAddress(0x68);
    bcm2835_i2c_set_baudrate(100000);
    char dir = 117;
    bcm2835_i2c_write(&dir, 1);
    bcm2835_i2c_read(&dir, 1);
    if (0x68 != dir) {
        puts("No se encuentra el dispositivo");
        return 1;
    }
    char cfg[] = {107, 0};
    bcm2835_i2c_write(cfg, 2);
    for(;;) {
        dir = 59;
        bcm2835_i2c_write(&dir, 1);
        short data[7];
        bcm2835_i2c_read(data, 14);
        printf("temperatura: %f\n", swap(data[3])/340. + 36.53);
        printf("ax=%d, ay=%d, az=%d\n",
               swap(data[0]), swap(data[1]), swap(data[2]));
        delay(500);
    }
    bcm2835_i2c_end();
    bcm2835_close();
    return 0;
}

Un resumen de las funciones utilizadas.

En realidad la biblioteca soporta alguna otra función para tratar con casos especiales. Si te enfrentas a un módulo I2C nuevo consulta la documentación de bcm2835 por si te facilita las cosas.

Programación de I2C con pigpio

La biblioteca pigpio implementa una interfaz que combina las dos aproximaciones anteriores. Puede leer o escribir bytes o palabras, pero también bloques, lo que simplifica sensiblemente el programa. Además permite acceder a los dos buses I2C.

#include <pigpio.h>
#include <stdio.h>

short swap(short n) { return (n << 8) | (n >> 8) & 0xff; }

int main()
{
    gpioInitialise();
    int i2c = i2cOpen(1, 0x68, 0);
    if (0x68 != i2cReadByteData(i2c, 117)) {
        puts("No se encuentra el dispositivo");
        return 1;
    }
    i2cWriteByteData(i2c, 107, 0);
    for(;;) {
        short data[7];
        i2cReadI2CBlockData(i2c, 59, (char*)data, 14);
        printf("temperatura: %f\n", swap(data[3])/340. + 36.53);
        printf("ax=%d, ay=%d, az=%d\n",
               swap(data[0]), swap(data[1]), swap(data[2]));
        delay(500);
    }
    i2cClose(i2c)
    gpioTerminate();
    return 0;
}

Soporta muchas más funciones, pero habitualmente no necesitaremos más de estas.

Como en el resto de módulos pigpio es la más completa de las tres, y bcm2835 la más cercana al hardware y por tanto la más pequeña. Nuestra recomendación personal es que utilices wiringPi para empezar, por su mayor simplicidad.