ROS i2c 通信（c++版本）

WiringPi是一个用C语言编写的树莓派（RaspberryPi）软件包，可用于树莓派GPIO引脚控制、串口通信、SPI通信及I2C通信等功能，非常适合熟悉C/C++的人员在树莓派上进行软件开发。WiringPi的作者是Gordon Henderson，其官方网址为http://wiringpi.com。WiringPi遵循GNU GPLv3公约，任何人都可以免费使用该软件包。

1、WiringPi的安装与更新

WiringPi预装（Pre-installed）在标准的树莓派操作系统Raspbin中。可以使用下面的命令进行安装：

sudo apt-get install wiringpi

如果需要更新WiringPi，可以使用系统更新命令：

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade

WiringPi安装完成后，可以使用下面的命令测试是否安装成功：

sudo gpio -v

如果系统中安装了WiringPi，该命令可以显示出其版本号、作者及当前树莓派的一些信息；如下图所示：

ROS i2c 通信（c++版本）

2、WiringPi的引脚定义

WiringPi对树莓派物理引脚进行了封装，定义了一套自己的引脚编号。
如果要查看当前树莓派的引脚编号，可以使用如下命令：

sudo gpio readall

下面这张图是gpio readall读出的树莓派3B的引脚定义：

ROS i2c 通信（c++版本）

树莓派的物理引脚、BCM引脚和WiringPi引脚是三种不同的定义，下面这张图看起来更清晰美观一些：

ROS i2c 通信（c++版本）

3、WiringPi的库函数

WiringPi提供了很多函数用于各种功能，包括如下库：

WiringPi配置函数（WiringPi Setup functions）;
WiringPi核心函数（WiringPi Core functions）；
树莓派专用函数（Raspberry Pi Specific functions）;
时间函数（Time functions）；
程序优先级/中断/线程函数（Process priority/interrupts/thread functions）;
串口通信库函数（Serial Library functions）;
SPI通信库函数（SPI Library functions）；
I2C通信库函数（IC2 Library functions）；
移位库函数（Shift Library functions）；
软件PWM库函数（Software PWM Library functions）；
软件方波/音频库函数（Software Tone Library functions）；

4、代码编写

树莓派端

#include "stdio.h"
#include "wiringPi.h"
#include "wiringPiI2C.h"
#include "pthread.h"
#include "unistd.h"

void *pthread_fun(void *arg)
{
  int fd = *((int*)arg);  
  int Tx_buf = 12;
  while(1)
  {
      wiringPiI2CWrite(fd, Tx_buf);
      sleep(1);
  }
  return NULL;
}

int main(int argc, char *argv[])
{
  int fd, err;
  int Rx_buf;
  pthread_t tid;

  //对wiringPi初始化
  if(wiringPiSetup() != 0)
  {
    printf("wiringPi error!\n");
    return -1;
  }

  //指定i2c从机设备，并初始化i2c
  fd = wiringPiI2CSetup(0x28);
  if(fd < 0)
  {
    printf("wiringPiI2CSetup error!\n");
    return fd;
  }

  err = pthread_create(&tid, NULL, pthread_fun, &fd);
  if(err != 0)
  {
    printf("create pthread error\n"); 
    return -2;
  }

  while(1)
  {
    Rx_buf = 0;
    //读取数据
    Rx_buf = wiringPiI2CRead(fd);

    //判断是否读取成功
    if(Rx_buf != 0)
      printf("Temperature is %d ℃\n", Rx_buf);

    sleep(1);
  }

  return 0;
}

STM32F103硬件i2c代码

/*********************************************************************************************************
*                                              包含头文件
*********************************************************************************************************/
#include "iic.h"

/*********************************************************************************************************
*                                              宏定义
*********************************************************************************************************/

/*********************************************************************************************************
*                                              内部变量
*********************************************************************************************************/
u8 IIC1_Rx_Buff = 0;
u8 IIC1_Tx_Buff = 67;

//#define SIZE2 sizeof(IIC1_Tx_Buff)
uint32_t state;
/*********************************************************************************************************
*                                              内部函数声明
*********************************************************************************************************/

/*********************************************************************************************************
*                                              内部函数实现
*********************************************************************************************************/
/*********************************************************************************************************
* 函数名称:  
* 函数功能: 
* 输入参数: 
* 输出参数: 
* 返 回 值: 
* 创建日期:  
* 注 意:   
*********************************************************************************************************/ 

/*********************************************************************************************************
*                                              API函数实现
*********************************************************************************************************/
/*********************************************************************************************************
* 函数名称: InitI2C1
* 函数功能: 初始化I2C1
* 输入参数: void
* 输出参数: void
* 返 回 值: void
* 创建日期: 2019年4月21日 
* 注    意: PB6:SCL; PB7:SDA
*********************************************************************************************************/ 
void InitI2C1(void)
{
  GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
  I2C_InitTypeDef I2C_InitStruct;
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStruct;

  RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOB, ENABLE);
  RCC_APB1PeriphClockCmd(RCC_APB1Periph_I2C1, ENABLE);

  //GPIO配置
  GPIO_InitStruct.GPIO_Pin   = GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7;
  GPIO_InitStruct.GPIO_Mode  = GPIO_Mode_AF_OD;         //设置为复用开漏输出，实现iic的线与逻辑
  GPIO_InitStruct.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
  GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);

  //I2C1配置
  I2C_InitStruct.I2C_Ack                 = I2C_Ack_Enable; //使能ack
  I2C_InitStruct.I2C_AcknowledgedAddress = I2C_AcknowledgedAddress_7bit; //7位设备地址
  I2C_InitStruct.I2C_DutyCycle           = I2C_DutyCycle_2;//占空比为1/2              
  I2C_InitStruct.I2C_ClockSpeed          = 100000;         //时钟频率为100k
  I2C_InitStruct.I2C_Mode                = I2C_Mode_I2C;
  I2C_InitStruct.I2C_OwnAddress1         = 0x50;           //设置硬件从机地址
  I2C_Init(I2C1, &I2C_InitStruct);

  //NVIC配置
  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel                   = I2C1_EV_IRQn;   //事件中断
  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;
  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannel                   = I2C1_ER_IRQn;   //错误中断
  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelCmd                = ENABLE;
  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 1;
  NVIC_InitStruct.NVIC_IRQChannelSubPriority        = 0;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStruct);

  I2C_ITConfig(I2C1, I2C_IT_EVT | I2C_IT_ERR | I2C_IT_BUF, ENABLE);
  I2C_Cmd(I2C1, ENABLE);
}

/*********************************************************************************************************
* 函数名称: I2C1_EV_IRQHandler
* 函数功能: I2C1事件中断服务函数
* 输入参数: void
* 输出参数: void
* 返 回 值: void
* 创建日期: 2019年4月21日 
* 注    意: 
*********************************************************************************************************/
void I2C1_EV_IRQHandler(void)
{ 
  //static u8 s_iRdata;
  //static u8 s_iTdata;

  state = I2C_GetLastEvent(I2C1);
  switch(state)
  { 
    //EV1(receive)（从机匹配地址成功）
    case I2C_EVENT_SLAVE_RECEIVER_ADDRESS_MATCHED: 
       I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);   //读取SR1
       I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR2);   //读取SR2后，硬件自动将SR1->ADDR清零
       //s_iRdata = 0;
       break;

    //EV2(Byte received)
    case I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_RECEIVED:
       IIC1_Rx_Buff = I2C_ReceiveData(I2C1);//读取DR寄存器硬件将自动将SR1->RxNE清零
       //IIC1_Rx_Buff[s_iRdata] = I2C_ReceiveData(I2C1);//读取DR寄存器硬件将自动将SR1->RxNE清零
       //s_iRdata++;
       break;

    //EV4(stop) 
    case I2C_EVENT_SLAVE_STOP_DETECTED:
       I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);   //读取SR1
       I2C1->CR1 |= 0x0001;                        //写CR1->PE为1，启动I2C1
       break;

    //EV1(transmitter)
    case I2C_EVENT_SLAVE_TRANSMITTER_ADDRESS_MATCHED:
       I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR1);   //读取SR1
       I2C_ReadRegister(I2C1, I2C_Register_SR2);   //读取SR2后，硬件自动将SR1->ADDR清零
       //s_iTdata = 0;  
       break;

    //EV3、EV3-1(Byte transmit)
    case I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTING:
    case I2C_EVENT_SLAVE_BYTE_TRANSMITTED:
       //I2C_SendData(I2C1, IIC1_Tx_Buff[s_iTdata++]); //写I2C->DR后硬件将自动清除TxE位
       I2C_SendData(I2C1, IIC1_Tx_Buff); //写I2C->DR后硬件将自动清除TxE位
       break;

    //EV3-2 
    case I2C_EVENT_SLAVE_ACK_FAILURE:
       I2C1->SR1 &= 0xFBFF;           //写SR1->AF = 0以清除AF位
       break;
    default:
       break;
  }
}

/*********************************************************************************************************
* 函数名称: I2C1_ER_IRQHandler
* 函数功能: I2C1错误中断服务函数
* 输入参数: void
* 输出参数: void
* 返 回 值: void
* 创建日期: 2019年4月21日 
* 注    意: 
*********************************************************************************************************/
void I2C1_ER_IRQHandler(void) 
{  
  if(I2C_GetITStatus(I2C1, I2C_IT_SMBALERT))
  {
    I2C_ClearITPendingBit(I2C1, I2C_IT_SMBALERT);
  }
  else if(I2C_GetITStatus(I2C1, I2C_IT_TIMEOUT))  
  {
    I2C_ClearITPendingBit(I2C1, I2C_IT_TIMEOUT);
  }
  else if(I2C_GetITStatus(I2C1, I2C_IT_PECERR))  
  {
    I2C_ClearITPendingBit(I2C1, I2C_IT_PECERR);
  }
  else if(I2C_GetITStatus(I2C1, I2C_IT_OVR))  
  {
    I2C_ClearITPendingBit(I2C1, I2C_IT_OVR);
  }
  else if(I2C_GetITStatus(I2C1, I2C_IT_AF))  
  {
    I2C_ClearITPendingBit(I2C1, I2C_IT_AF);
  }
  else if(I2C_GetITStatus(I2C1, I2C_IT_ARLO))  
  {
    I2C_ClearITPendingBit(I2C1, I2C_IT_ARLO);
  }
  else if(I2C_GetITStatus(I2C1, I2C_IT_BERR))  
  {
    I2C_ClearITPendingBit(I2C1, I2C_IT_BERR);
  }
  I2C1->CR1 |= 0x0001;       //启动I2C1
  I2C1->SR1 = 0;
  I2C1->SR2 = 0;
}

编译

gcc i2c_wiringPi.c -o i2c_wiringPi -lpthread -lwiringPi
./i2c_wiringPi

ROS i2c 通信（c++版本）

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ROS i2c 通信（c++版本）

1、WiringPi的安装与更新

2、WiringPi的引脚定义

3、WiringPi的库函数

4、代码编写

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