news 2026/4/3 6:29:23

27.MPSOC FPGA 驱动PCF8574

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张小明

前端开发工程师

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27.MPSOC FPGA 驱动PCF8574

上一篇记录了AHT20,本篇记录下PCF8574，原理类似：

#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <fcntl.h> #include <unistd.h> #include <sys/ioctl.h> #include <linux/i2c-dev.h> #include <errno.h> #include <stdint.h> /************************** PCF8574配置 *****************************/ #define PCF8574_SLAVE_ADDR 0x23 // PCF8574 7位I2C地址（A0=1、A1=1、A2=0） #define PCF8574_IO_NUM 8 // 8个IO口（P0-P7） #define PCF8574_IO_DIR 0x0F // P0-P3输出(0)，P4-P7输入(1) #define I2C_DEV_PATH "/dev/i2c-1"// 对应裸机的IIC1 /************************** 函数声明 *****************************/ int pcf8574_init(int fd); int pcf8574_set_output(int fd, uint8_t output_val); int pcf8574_get_input(int fd, uint8_t *input_val); int pcf8574_set_pin_level(int fd, uint8_t pin, uint8_t level); int i2c_write(int fd, uint8_t *buf, int len); int i2c_read(int fd, uint8_t *buf, int len); int main(int argc, char *argv[]) { int fd; uint8_t output_cnt = 0; uint8_t input_val, output_val; // 1. 打开I2C设备文件（/dev/i2c-1） fd = open(I2C_DEV_PATH, O_RDWR); if (fd < 0) { perror("Failed to open /dev/i2c-1"); return -1; } // 2. 设置PCF8574从机地址（0x23） if (ioctl(fd, I2C_SLAVE, PCF8574_SLAVE_ADDR) < 0) { perror("Failed to set PCF8574 slave address"); close(fd); return -1; } // 3. 初始化PCF8574（默认输出低电平） if (pcf8574_init(fd) != 0) { fprintf(stderr, "PCF8574 init failed\n"); close(fd); return -1; } printf("PCF8574 init success (Slave Addr: 0x%02X)\n", PCF8574_SLAVE_ADDR); // 4. 循环测试：对齐裸机逻辑（P0-P3输出循环，P4-P7读输入） while (1) { // 设置P0-P3输出电平（循环0-15） output_val = output_cnt % 16; if (pcf8574_set_output(fd, output_val) == 0) { printf("Set Output (P0-P3): 0x%02X (Binary: %04b)\n", output_val, output_val); } else { fprintf(stderr, "Set Output Failed\n"); } // 读取P4-P7输入电平 if (pcf8574_get_input(fd, &input_val) == 0) { // 屏蔽输出位，仅保留P4-P7（右移4位方便查看） input_val = (input_val & PCF8574_IO_DIR) >> 4; printf("Read Input (P4-P7): 0x%02X (Binary: %04b)\n", input_val, input_val); } else { fprintf(stderr, "Read Input Failed\n"); } // 示例：单独控制P1口电平（每2次循环翻转一次） if (output_cnt % 2 == 0) { pcf8574_set_pin_level(fd, 1, 1); // P1置高 printf("Set P1 Level: HIGH\n"); } else { pcf8574_set_pin_level(fd, 1, 0); // P1置低 printf("Set P1 Level: LOW\n"); } output_cnt++; sleep(1); // 1秒循环，对齐裸机 } close(fd); return 0; } /** * @brief 初始化PCF8574（默认输出低电平） * @param fd: I2C设备文件描述符 * @return 0成功，-1失败 */ int pcf8574_init(int fd) { return pcf8574_set_output(fd, 0x00); // 输出口默认低电平 } /** * @brief 设置PCF8574输出口电平（仅P0-P3有效） * @param fd: I2C设备文件描述符 * @param output_val: 输出值（仅低4位有效） * @return 0成功，-1失败 */ int pcf8574_set_output(int fd, uint8_t output_val) { uint8_t write_buf[1]; // 逻辑对齐裸机：输出口设为指定值，输入口设为1（高阻） write_buf[0] = (output_val & (~PCF8574_IO_DIR)) | PCF8574_IO_DIR; if (i2c_write(fd, write_buf, 1) != 1) { return -1; } usleep(1000); // 短暂等待总线稳定 return 0; } /** * @brief 读取PCF8574输入口电平（仅P4-P7有效） * @param fd: I2C设备文件描述符 * @param input_val: 存储输入值的指针 * @return 0成功，-1失败 */ int pcf8574_get_input(int fd, uint8_t *input_val) { uint8_t read_buf[1] = {0}; if (i2c_read(fd, read_buf, 1) != 1) { return -1; } *input_val = read_buf[0]; return 0; } /** * @brief 设置PCF8574指定输出Pin的电平（对齐裸机的SetPinLevel函数） * @param fd: I2C设备文件描述符 * @param pin: 目标Pin（0-7） * @param level: 电平（0=低，1=高） * @return 0成功，-1失败 */ int pcf8574_set_pin_level(int fd, uint8_t pin, uint8_t level) { // 检查Pin合法性+是否为输出口 if (pin >= PCF8574_IO_NUM || (PCF8574_IO_DIR & (1 << pin))) { fprintf(stderr, "Pin %d is invalid or not an output pin!\n", pin); return -1; } // 读取当前IO状态 uint8_t current_val; if (pcf8574_get_input(fd, &current_val) != 0) { return -1; } // 屏蔽输入口位，仅保留当前输出口状态 current_val &= ~PCF8574_IO_DIR; // 修改目标Pin电平 if (level == 0) { current_val &= ~(1 << pin); // 置低 } else { current_val |= (1 << pin); // 置高 } // 写回新状态 return pcf8574_set_output(fd, current_val); } /** * @brief Linux I2C写操作封装 * @param fd: I2C设备描述符 * @param buf: 写缓冲区 * @param len: 长度 * @return 实际写入长度，失败返回-1 */ int i2c_write(int fd, uint8_t *buf, int len) { int ret = write(fd, buf, len); if (ret < 0) { perror("I2C write failed"); return -1; } return ret; } /** * @brief Linux I2C读操作封装 * @param fd: I2C设备描述符 * @param buf: 读缓冲区 * @param len: 长度 * @return 实际读取长度，失败返回-1 */ int i2c_read(int fd, uint8_t *buf, int len) { int ret = read(fd, buf, len); if (ret < 0) { perror("I2C read failed"); return -1; } return ret; }
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