#Linux 平台下 I2C 传感器数据读取程序的代码梳理及 LSM6DS3 传感器的适配修改
学习自存
包括修改 I2C 从机地址、替换寄存器地址、修改传感器初始化函数和数据读取逻辑、修改数据拼接函数，以及编译和运行时的注意事项。
原始代码是野火原子读取陀螺仪传感器数据的实验例程，与例程不同的是，例程读取陀螺仪(MPU6050)，我没有这个模块，使用的GY-LSM6DS3模块，查看挂载在i2c-3上的器件情况时，我的输出是
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
00: – – – – – – – – – – – – – – – –
10: – – – – – – – – – – – – – – – –
20: – – – – – – – – – – – – – – – –
30: – – – – – – – – – – – – – – – –
40: – – – – – – – – – – – – – – – –
50: – – – – – – – – – – – – – – – –
60: – – – – – – – – – – – – 6b – – –
70: – – – – – – – – – – – – – – – –

一、代码梳理讲解

这是一个 Linux 平台下 I2C 传感器数据读取程序，原本用于读取 MPU6050（加速度 + 陀螺仪二合一传感器），核心逻辑是通过 I2C 总线与传感器通信，配置传感器寄存器并读取加速度 / 陀螺仪的原始数据。下面分模块讲解：

1. 核心依赖与宏定义

• 依赖头文件：linux/i2c.h/linux/i2c-dev.h 提供 I2C 总线操作接口（ioctl/read/write），stdint.h 提供标准整数类型。

• 寄存器宏定义：MPU6050 的配置寄存器（采样率、电源管理、量程）和数据寄存器（加速度 X/Y/Z、陀螺仪 X/Y/Z 的高低字节）。

• 从机地址：Address 0x68 是 MPU6050 的默认 I2C 地址（未接 AD0 引脚时）。

2. 核心函数功能

函数名	功能
main	打开 I2C 设备文件 → 初始化传感器 → 循环读取并打印 6 轴数据（1 秒 / 次）
mpu6050_init	配置 MPU6050 寄存器：唤醒传感器、设置采样率、低通滤波、加速度量程
i2c_write	I2C 写操作：向传感器指定寄存器写入配置值
i2c_read	I2C 读操作：从传感器指定寄存器读取 1 字节数据
GetData	读取数据寄存器的高低字节 → 拼接为 16 位有符号整数（原始传感器数据）

3. I2C 通信流程（关键）

• 写操作（i2c_write）：先发送「寄存器地址」，再发送「要写入的值」（2 字节数据）。

• 读操作（i2c_read）：先发送「要读取的寄存器地址」（告诉传感器 “接下来读这个寄存器”），再读取 1 字节数据。

• 数据拼接（GetData）：传感器数据是 16 位（高字节在前、低字节在后），需拼接为 short 类型（支持正负值，对应加速度 / 陀螺仪的正负方向）。

二、需要修改的地方（适配 GY-LSM6DS3）

GY-LSM6DS3 是 LSM6DS3 芯片的模块（加速度 + 陀螺仪 + 温度），与 MPU6050 的核心差异是：I2C 地址不同、寄存器地址不同、配置参数不同。结合你的 i2cdetect -a 3 输出（I2C 地址 0x6B），需修改以下 4 个核心部分：

1. 第一步：修改 I2C 从机地址

LSM6DS3 实际 I2C 地址是 0x6B（i2cdetect 输出的 6b），替换原 MPU6050 的地址：

// 原代码（MPU6050 地址）

\#define Address 0x68

// 修改后（LSM6DS3 地址）

\#define Address 0x6B  // 必须与 i2cdetect 检测到的一致

2. 第二步：替换 LSM6DS3 的寄存器地址

LSM6DS3 的配置寄存器和数据寄存器与 MPU6050 完全不同，需替换所有寄存器宏定义（关键！）：

// \*\*\*\*\*\*\*\*\*\* 替换为 LSM6DS3 的寄存器地址 \*\*\*\*\*\*\*\*\*\*

// 配置寄存器（核心必须改）

#define CTRL1\_XL     0x10  // 加速度配置寄存器（量程、采样率）

#define CTRL2\_G      0x11  // 陀螺仪配置寄存器（量程、采样率）

#define CTRL3\_C      0x12  // 通用控制寄存器（使能传感器、I2C 模式）

// 数据寄存器（加速度 X/Y/Z 高低字节）

#define OUTX\_L\_A     0x28  // 加速度 X 低字节

#define OUTX\_H\_A     0x29  // 加速度 X 高字节

#define OUTY\_L\_A     0x2A  // 加速度 Y 低字节

#define OUTY\_H\_A     0x2B  // 加速度 Y 高字节

#define OUTZ\_L\_A     0x2C  // 加速度 Z 低字节

#define OUTZ\_H\_A     0x2D  // 加速度 Z 高字节

// 数据寄存器（陀螺仪 X/Y/Z 高低字节）

#define OUTX\_L\_G     0x22  // 陀螺仪 X 低字节

#define OUTX\_H\_G     0x23  // 陀螺仪 X 高字节

#define OUTY\_L\_G     0x24  // 陀螺仪 Y 低字节

#define OUTY\_H\_G     0x25  // 陀螺仪 Y 高字节

#define OUTZ\_L\_G     0x26  // 陀螺仪 Z 低字节

#define OUTZ\_H\_G     0x27  // 陀螺仪 Z 高字节

// \*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*\*

3. 第三步：修改传感器初始化函数（mpu6050_init → 改为 lsm6ds3_init）

LSM6DS3 的配置逻辑与 MPU6050 不同，需重新配置 CTRL1_XL/CTRL2_G/CTRL3_C 寄存器（决定传感器是否唤醒、采样率、量程）：

// 原函数名 mpu6050\_init 可改为 lsm6ds3\_init（语义更清晰）

static int lsm6ds3\_init(int fd, uint8\_t addr)

{
   // 1. CTRL3\_C: 0x00 → 使能传感器（默认值已满足，也可显式配置）

   //    - 0x00: 禁用循环模式、I2C 正常模式、传感器唤醒

  i2c\_write(fd, addr, CTRL3\_C, 0x00);  

   // 2. CTRL1\_XL: 加速度配置（0x60 → 采样率 416Hz，量程 ±2g，低通滤波 100Hz）

   //    二进制 01100000 → 高 4 位 0110=416Hz，低 4 位 0000=±2g

   i2c\_write(fd, addr, CTRL1\_XL, 0x60);  

   // 3. CTRL2\_G: 陀螺仪配置（0x60 → 采样率 416Hz，量程 ±250 dps）

   //    二进制 01100000 → 高 4 位 0110=416Hz，低 4 位 0000=±250 dps

   i2c\_write(fd, addr, CTRL2\_G, 0x60);  
   return 0;

}

• 配置说明：

  • 采样率 416Hz：兼顾响应速度和数据稳定性（可选其他值，如 0x40=208Hz）。

  • 加速度量程 ±2g：适合常规运动检测（可改为 0x80=±4g、0xA0=±8g、0xC0=±16g）。

  • 陀螺仪量程 ±250 dps：适合低速旋转（可改为 0x80=±500 dps、0xA0=±1000 dps、0xC0=±2000 dps）。

4. 第四步：修改 main 函数中的数据读取逻辑

LSM6DS3 的数据寄存器顺序是「低字节在前、高字节在后」（与 MPU6050 相反！），且寄存器地址不同，需修改：

int main(int argc, char \*argv\[])

{

   int fd;

   if (argc < 2) {

       printf("Wrong use !!!!\n");

       printf("Usage: %s \[dev]\n", argv\[0]);

       return -1;

   }

   fd = open(argv\[1], O\_RDWR);

   if (fd < 0) {

       printf("Can't open %s \n", argv\[1]);

       exit(1);

   }

  // 调用修改后的 LSM6DS3 初始化函数

   lsm6ds3\_init(fd, Address);

   while (1) {

       // 读取加速度数据（注意：LSM6DS3 是 低字节在前，高字节在后！）

      printf("ACCE\_X:%6d\n ", GetData\_LSM6DS3(fd, Address, OUTX\_L\_A));  // 先读低字节

       printf("ACCE\_Y:%6d\n ", GetData\_LSM6DS3(fd, Address, OUTY\_L\_A));

       printf("ACCE\_Z:%6d\n ", GetData\_LSM6DS3(fd, Address, OUTZ\_L\_A));

       // 读取陀螺仪数据
       printf("GYRO\_X:%6d\n ", GetData\_LSM6DS3(fd, Address, OUTX\_L\_G));

       printf("GYRO\_Y:%6d\n ", GetData\_LSM6DS3(fd, Address, OUTY\_L\_G));

       printf("GYRO\_Z:%6d\n\n ", GetData\_LSM6DS3(fd, Address, OUTZ\_L\_G));

       sleep(1);

       usleep(1000 \* 10);  // 微调延时，避免数据拥堵

   }

   close(fd);

   return 0;

}

5. 第五步：修改数据拼接函数（GetData → GetData_LSM6DS3）

LSM6DS3 数据是「低字节（L）在前，高字节（H）在后」，与 MPU6050 相反，需调整拼接顺序：

// 适配 LSM6DS3：先读低字节，再读高字节，拼接为 16 位数据

static short GetData\_LSM6DS3(int fd, uint8\_t addr, unsigned char REG\_L)

{

    uint8\_t L, H;  // 用 uint8\_t 更规范（避免符号问题）

    // 读低字节（REG\_L 是低字节地址）

    if (i2c\_read(fd, addr, REG\_L, \&L) != 0) {

        printf("Read L byte failed!\n");

        return 0;

    }

    usleep(1000);  // 微小延时，确保传感器准备好高字节数据

    // 读高字节（高字节地址 = 低字节地址 + 1）

    if (i2c\_read(fd, addr, REG\_L + 1, \&H) != 0) {

        printf("Read H byte failed!\n");

        return 0;

    }

    // 拼接：高字节左移 8 位 + 低字节（注意是有符号扩展）

&#x20;   return (short)((H << 8) | L);

}

三、其他注意事项

1. I2C 设备文件路径：运行程序时，需指定你的 I2C 总线设备文件 /dev/i2c-3（因为 i2cdetect -a 3 检测到传感器），命令如下：

sudo ./your\_program /dev/i2c-3  # 必须加 sudo（I2C 操作需要 root 权限）

1. 编译命令：编译时无需额外链接库（依赖的是系统内核提供的 I2C 接口），直接用 gcc：

gcc lsm6ds3\_read.c -o lsm6ds3\_read

1. 调试技巧：

• 若读取失败（返回 0 或固定值），先检查 i2c_write/i2c_read 的返回值（是否为 0，0 表示成功），添加错误打印：

// 例如在 lsm6ds3\_init 中添加错误检查

if (i2c\_write(fd, addr, CTRL3\_C, 0x00) != 0) {

    printf("CTRL3\_C write failed!\n");

    return -1;

}

• 确认 LSM6DS3 的 VCC 电压（3.3V，不要接 5V，会烧毁模块）。

• 若 I2C 总线占用，可先执行 i2cdetect -a 3 确认传感器是否仍在 0x6B 地址。

四、最终修改后的核心代码片段（汇总）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdint.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <linux/i2c.h>
#include <linux/i2c-dev.h>
#include <sys/ioctl.h>

// ********** LSM6DS3 寄存器地址 **********
#define CTRL1_XL     0x10  // 加速度配置寄存器
#define CTRL2_G      0x11  // 陀螺仪配置寄存器
#define CTRL3_C      0x12  // 通用控制寄存器

// 加速度数据寄存器（低字节在前）
#define OUTX_L_A     0x28
#define OUTX_H_A     0x29
#define OUTY_L_A     0x2A
#define OUTY_H_A     0x2B
#define OUTZ_L_A     0x2C
#define OUTZ_H_A     0x2D

// 陀螺仪数据寄存器（低字节在前）
#define OUTX_L_G     0x22
#define OUTX_H_G     0x23
#define OUTY_L_G     0x24
#define OUTY_H_G     0x25
#define OUTZ_L_G     0x26
#define OUTZ_H_G     0x27

// LSM6DS3 I2C 地址（i2cdetect 检测到的 0x6B）
#define Address      0x6B

// 函数声明
static int lsm6ds3_init(int fd, uint8_t addr);
static int i2c_write(int fd, uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t val);
static int i2c_read(int fd, uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *val);
static short GetData_LSM6DS3(int fd, uint8_t addr, unsigned char REG_L);

int main(int argc, char *argv[])
{
    int fd;
    if (argc < 2) {
        printf("Wrong use !!!!\n");
        printf("Usage: %s [dev]\n", argv[0]);
        return -1;
    }

    fd = open(argv[1], O_RDWR);
    if (fd < 0) {
        printf("Can't open %s \n", argv[1]);
        exit(1);
    }

    if (lsm6ds3_init(fd, Address) != 0) {
        printf("LSM6DS3 init failed!\n");
        close(fd);
        return -1;
    }

    while (1) {
        printf("ACCE_X:%6d\n ", GetData_LSM6DS3(fd, Address, OUTX_L_A));
        printf("ACCE_Y:%6d\n ", GetData_LSM6DS3(fd, Address, OUTY_L_A));
        printf("ACCE_Z:%6d\n ", GetData_LSM6DS3(fd, Address, OUTZ_L_A));
        printf("GYRO_X:%6d\n ", GetData_LSM6DS3(fd, Address, OUTX_L_G));
        printf("GYRO_Y:%6d\n ", GetData_LSM6DS3(fd, Address, OUTY_L_G));
        printf("GYRO_Z:%6d\n\n ", GetData_LSM6DS3(fd, Address, OUTZ_L_G));
        sleep(1);
    }

    close(fd);
    return 0;
}

// LSM6DS3 初始化
static int lsm6ds3_init(int fd, uint8_t addr)
{
    // 配置 CTRL3_C：使能传感器（默认唤醒）
    if (i2c_write(fd, addr, CTRL3_C, 0x00) != 0) return -1;
    // 配置加速度：416Hz 采样率，±2g 量程
    if (i2c_write(fd, addr, CTRL1_XL, 0x60) != 0) return -1;
    // 配置陀螺仪：416Hz 采样率，±250 dps 量程
    if (i2c_write(fd, addr, CTRL2_G, 0x60) != 0) return -1;
    return 0;
}

// I2C 写操作（无需修改，兼容 LSM6DS3）
static int i2c_write(int fd, uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t val)
{
    uint8_t data[2] = {reg, val};
    ioctl(fd, I2C_TENBIT, 0);  // 7 位地址
    if (ioctl(fd, I2C_SLAVE, addr) < 0) {
        printf("Set slave address failed!\n");
        close(fd);
        return -1;
    }
    ioctl(fd, I2C_RETRIES, 5);
    return (write(fd, data, 2) == 2) ? 0 : -1;
}

// I2C 读操作（无需修改，兼容 LSM6DS3）
static int i2c_read(int fd, uint8_t addr, uint8_t reg, uint8_t *val)
{
    ioctl(fd, I2C_TENBIT, 0);
    if (ioctl(fd, I2C_SLAVE, addr) < 0) {
        printf("Set slave address failed!\n");
        close(fd);
        return -1;
    }
    ioctl(fd, I2C_RETRIES, 5);
    if (write(fd, &reg, 1) != 1) return -1;
    return (read(fd, val, 1) == 1) ? 0 : -1;
}

// LSM6DS3 数据读取（低字节在前，高字节在后）
static short GetData_LSM6DS3(int fd, uint8_t addr, unsigned char REG_L)
{
    uint8_t L, H;
    if (i2c_read(fd, addr, REG_L, &L) != 0) return 0;
    usleep(1000);
    if (i2c_read(fd, addr, REG_L + 1, &H) != 0) return 0;
    return (short)((H << 8) | L);
}

总结

核心修改点是 3 个关键差异：

1. I2C 从机地址（0x68 → 0x6B）；

2. 寄存器地址（替换为 LSM6DS3 的配置 / 数据寄存器）；

3. 数据读取顺序（低字节在前，高字节在后）。

按上述修改后，编译运行即可读取 GY-LSM6DS3 的 6 轴原始数据。若需要将原始数据转换为实际物理量（如加速度单位 g、陀螺仪单位 dps），可根据量程计算（例如 ±2g 量程时，原始值 ÷ 16384 = 实际 g 值）。