树莓派I2C编程指南：控制PCA8574与GPIO扩展

"树莓派系列教程11：I2C编程" 树莓派是一个流行的开源硬件平台，常用于教育、DIY项目和嵌入式系统开发。本教程聚焦于树莓派的I2C（Inter-Integrated Circuit）通信协议编程，这是一种在微控制器和其他电子设备之间进行低速通信的标准接口。I2C允许单个主机控制多个从设备，减少了所需的引脚数量，简化了硬件设计。 教程中提到了几个关键点，首先是使用bcm2835库进行I2C编程。bcm2835是针对树莓派BCM2835处理器的一个C库，它提供了直接访问GPIO（General Purpose Input/Output）引脚和I2C总线的能力。在示例程序中，`bcm2835_i2c_begin()` 初始化I2C通信，`bcm2835_i2c_setSlaveAddress(0x20)` 设置目标设备地址为0x20，这里对应的是PCF8574扩展板。然后，`bcm2835_i2c_write(buf,1)` 发送一个字节数据到从设备，使得LED2闪烁。 接下来是wiringPi库的介绍。wiringPi是一个用C语言编写的库，提供了简单易用的API来操作树莓派的GPIO引脚，包括I2C通信。`wiringPiI2CSetup(0x20)` 初始化I2C设备，返回文件描述符，可用于后续的读写操作。wiringPi还提供对PCA8574扩展板的专用支持，使得操作GPIO更加便捷。 对于Python编程，教程推荐使用smbus库，这是Python中的一个I2C接口。首先通过`pip install smbus` 安装库，然后在程序中导入`smbus` 并创建一个SMBus对象，如`bus = smbus.SMBus(1)`。这同样允许你与I2C设备进行交互，如控制PCF8574上的LED。 最后，教程提到了sysfs接口，这是一个Linux内核提供的机制，允许用户空间程序通过文件系统接口访问硬件。在树莓派上，I2C设备可以通过读写 `/dev/i2c-1` 这样的设备文件来操作。这意味着任何能够处理文件的编程语言，如C，都可以直接使用sysfs进行I2C通信。 通过以上四种方法，开发者可以根据自己的需求和熟悉程度选择适合的I2C编程方式。无论是 bcm2835、wiringPi、Python的smbus库还是sysfs，都为树莓派的I2C编程提供了丰富的工具和便利。了解和掌握这些技术，将有助于你更高效地利用树莓派进行硬件扩展和控制。