树莓派学习笔记——I2C使用 PCF8574 Python SMBUS

xian123

1.前言

  树莓派的GPIO端口数量有限，可通过IO扩展芯片增加GPIO的数量，使得树莓派可以适应更多的应用。PCF8574为一款通过I2C总线扩展IO的芯片，单个PCF8574可扩展8个IO，一个I2C总线最多可挂载8个PCF8574，所以树莓派最多可扩展64个IO。



  树莓派扩展功能的开发方法有很多，例如wiringPi和bcm2835 C library都提供I2C API函数。如果使用python+SMBUS库开发的话，你会发现Linux应用开发原来如此简单。（注意SMBUS和I2C存在区别与联系，在本文中两者是相等的概念）




2.相关博文

  【树莓派学习笔记——I2C设备载入和速率设置】

  【树莓派学习笔记——I2C Tools 学习笔记】

  【树莓派学习笔记——I2C PCF8574 BCM2835 Library】使用BCM2835 Library实现本文相同的内容

  【树莓派学习笔记 I2C PCF8574 SysFs方式】使用SysFS方式实现本文相同的内容




3.PCF8574使用简述

  PCF8574的采用7位I2C地址，7位I2C地址中的低3位从高到低分别为A2 A1和A0，该3位为地址选择位，若地址选择全部接GND，那么PCF8574的I2C从机地址为0x20。图1为PCF8574的基本信息，左侧为芯片内部结构示意图，其中A2 A1和A0决定从机地址而从机地址直接影响I2C总线控制器，右侧上部为PCF8574引脚图，右侧下部为I2C从机地址组成示意图，从机地址的高4位为0100，该4位数字固定不变。









图2 PCF8574读写时序







4.代码实现——python



【安装python smbus】


  sudo apt-get install python-smbus  




  新建一个名为pcf8574.py的文件

#!/usr/bin/env python  
# -*- coding: utf-8 -*-
import smbus
import time
# 打开 /dev/i2c-1
bus = smbus.SMBus(1)
while True:
for i in range(0,4):
# 向PCF8574写入一个字节
bus.write_byte( 0x20 , (1<<i) )
# 延时100ms
time.sleep(0.1)






【代码详解】

  【1】#!/usr/bin/env python

  定义python解析脚本的绝对路径。



  【2】# -*- coding: utf-8 -*-

  py文件为utf-8格式，否则无法写入中文注释。




  【3】import smbus

  导入smbus模块。




  【4】bus = smbus.SMBus(1)

  在树莓派版本2中，I2C设备位于I2C-1，所以此处的编号为1




  【5】bus.write_byte( 0x20 , (1<<i) )

  向PCF8574写入一个字节，注意PCF8574和其他I2C芯片不同，该芯片没有寄存器，发送写控制字之后可直接设置IO口输出状态。



【执行程序】

  进入pcf8574.py所在目录，输入以下指令

  sudo python pcf8574.py




【运行结果】





图3 运行结果




5.参考资料

【python SMBUS GitHub】python封装SMBUS操作函数具体代码，值得阅读。