UK534-USB4I2C使用说明

版本号：V1.03C
发布日期：2025年6月8日

UK534-USB4I2C实质是芯片级的Tiny-I2C-USB（I2C-MP-USB或I2C-Pico-USB）转换器，软件和硬件全面兼容Tiny-I2C-USB，理论上可以兼容Tiny-I2C-USB、I2C-MP-USB、I2C-Pico-USB的全部软件资源。

硬件连接

UK534-USB4I2C可以单芯片实现Tiny-I2C-USB协议转换，原生真正的USB2.0接口，外围电路非常简洁，QFN28封装，只需必要的去耦电容和i2c上拉电阻，无需外围晶振及繁琐的USB接口配置电阻（原版Tiny-I2C-USB必需），硬件开源在https://oshwhub.com/openiic/uk534-usb4i2c-piic。

连接示意

UK534-USB4I2C连接示意图如下：

实物连接PIIC-EXT（集成AT24C08，增强i2c通信距离可达80cm，SCL时钟可稳定在400KHz通信）图如下：

VID选择

源于一些众所周知的原因，UK534-USB4I2C提供两个不同的USB VID编号，用户通过VID引脚来自由配置。

1. VID连接GND时：VID/PID= (0x1c40, 0x0534)，默认设置；
2. VID连接VCC时：VID/PID= (0x0403, 0xC631)，用户需自行配置；

实际连接PC后可以产看到以下信息：

常见问题及排查

问题现象	可能原因	解决方案
设备未被识别	USB接触不良或驱动未安装	1. 更换USB端口; 2. 检查设备管理器(Windows); 3. 重新安装驱动
I2C设备无响应	接线错误或电源不匹配	1. 检查SDA/SCL是否接反; 2. 确认电源电压(3.3V); 3. 检查设备地址是否正确
通信不稳定	缺少上拉电阻	在SDA和SCL线上添加4.7kΩ上拉电阻
数据错误	信号干扰或线缆过长	1. 缩短连接线缆(<30cm); 2. 使用双绞线或屏蔽线; 3. 降低I2C时钟频率
设备发热	电源短路	立即断开电源，检查VCC-GND是否短路

Linux i2c-tools

Linux（含各种发行版本）下可以直接使用i2c-tools工具操作i2c设备。

i2c-tools安装与检测

# 安装工具

sudo apt install i2c-tools

# 检测可用I2C适配器
i2cdetect -l

# 扫描总线7上的设备

i2cdetect -y 7

i2c-tools命令详解

常见的i2c-tools命令有：

- tools

- i2cdetect : 扫描i2c总线上的设备

- i2cget : 读取i2c设备上的某个寄存器值

- i2cset : 将值写入i2c设备上的某个寄存器

- i2cdump : 读取某个i2c设备所有寄存器的值

- i2ctransfer : 一次性从i2c设备读取多个寄存器的值

i2cdetect : 扫描i2c总线上的设备

- i2cdetect [-y] [-a] [-q|-r] I2CBUS [FIRST LAST]

- -y : 关闭交互模式

- -a : 强制扫描非常规地址（不推荐）

- -q : 使用 SMBus 的 "quick write" 命令进行探测（不推荐）

- -r : 使用 SMBus 的 "receive byte" 命令进行探测（不推荐）

- I2CBUS : i2c-x中的x总线编号

- FIRST LAST : 操作地址范围FIRST~LAST

- -F : 显示适配器实现的功能列表并退出

- -V : 显示版本信息并退出

- -l : 输出已安装 I2C 总线的列表

- eg : sudo i2cdetect -y -r 7 0x33 0x5F

- eg : sudo i2cdetect -y 7

i2cget : 读取i2c设备上的某个寄存器值

- i2cget [-f] [-y] [-a] I2CBUS CHIP-ADDRESS [DATA-ADDRESS [MODE]]

- -f : 强制读取数据，即使设备忙

- -y : 不提示确认，直接读取数据

- -a : 以字节形式输出数据

- I2CBUS : 指定I2C总线的编号

- CHIP-ADDRESS : 指定I2C设备的地址。

- DATA-ADDRESS : 可选参数,指定要读取的寄存器地址

- MODE : 可选参数,指定读取数据的模式

- eg : sudo i2cget -y -a 7 0x53 0x00 c

i2cset : 将值写入i2c设备上的某个寄存器

- i2cset [-f] [-y] [-m MASK] [-r] [-a] I2CBUS CHIP-ADDRESS DATA-ADDRESS [VALUE] ... [MODE]

- -f : 强制执行操作,即使总线被锁定也可以使用

- -y : 不要询问确认,直接执行操作。

- -m MASK : 使用位掩码设置数据

- -r : 从设备读回数据

- -a : 自动增加数据地址

- I2CBUS : I2C总线号,例如/dev/i2c-1

- CHIP-ADDRESS : I2C设备的地址

- DATA-ADDRESS : 要写入或读取的数据地址

- VALUE : 要写入的数据值

- MODE : 可选参数,用于指定数据的格式,例如"b"表示字节,"w"表示字

- eg : sudo i2cset -r -a 7 0x53 0x30 0x24

i2cdump : 读取某个i2c设备所有寄存器的值

- i2cdump [-f] [-y] [-r first-last] [-a] I2CBUS ADDRESS [MODE [BANK [BANKREG]]]

- -f : 强制访问设备

- -y : 关闭人机交互模式

- -r first-last : 指定寄存器范围,只能扫描从first到last地址区域

- -a : 强制扫描非常规地址

- I2CBUS : i2c-x中的x总线编号

- ADDRESS : 设备地址(指定设备)

- MODE : 指定读取的大小,b字节,w字,s是SMBus块,i是i2c块,c连续字节

- BANK : i2c设备的BANK号

- BANKREG : BANK中的寄存器号

- eg : sudo i2cdump -f -y 7 0x53 c

i2ctransfer : 一次性从i2c设备读取多个寄存器的值

- i2ctransfer [-f] [-y] [-v] [-V] [-a] I2CBUS DESC [DATA] [DESC [DATA]]...

- -f : 强制执行操作,即使设备忙碌

- -y : 不要询问用户确认,直接执行操作

- -v : 显示详细的输出信息

- -V : 显示版本信息

- -a : 自动发送读取命令,而不需要显式指定

- I2CBUS : i2c-x中的x总线编号

- DESC : 以此形式描述传输:{r|w}LENGTH[@address],读或写一定长度的字节到某设备0地址

- DATA : DESC描述的字节数据,空格分开

- eg : sudo i2ctransfer -y -a 7 r3@0x53

i2c-stub-from-dum : 使用文件模拟i2c设备进行虚拟测试

- i2c-stub-from-dump [-V] [-f] [-t] [-d ] [-c ]

- -V：显示命令的版本信息。

- -f：强制创建i2c stub设备，即使设备已经存在。

- -t：在创建设备后运行i2c-stub-test测试程序。

- -d \：指定每个字节之间的延迟时间（以毫秒为单位）。

- -c \：指定要从转储文件中读取的字节数。

- \：指定i2c设备文件的路径。

- \：指定i2c数据转储文件的路径。

i2c-tools操作AT24C02示例

# 1. 写入单个字节到地址0x10
sudo i2cset -y 7 0x50 0x10 0xA5

# 2. 从地址0x10读取字节
sudo i2cget -y 7 0x50 0x10

# 3. 写入多个字节(0x00-0x0F)
sudo i2cset -y 7 0x50 0x00 0x01 0x02 0x03 0x04 0x05 0x06 0x07 0x08 0x09 0x0A 0x0B 0x0C 0x0D 0x0E 0x0F i

# 4. 转储EEPROM内容(前32字节)
sudo i2cdump -y -r 0x00-0x1F 7 0x50 b

# 5. 高级传输(写地址后读数据)
sudo i2ctransfer -y 7 w1@0x50 0x10 r2

Win/Mac/Lin跨平台调用usb4i2c.py

非常遗憾，Win/Mac没办法直接使用i2c-tools，因为Win/Mac在底层禁止了直接通过I2C总线访问外设，所以"I2C-Tiny-USB"基本是Linux用户。

福气啦。usb4i2c.py借助Python语言技巧，UK534-USB4I2C在保持与"I2C-Tiny-USB"或"I2C-MP-USB"或"I2C-Pico-USB"兼容的同时，通过libusb跨平台驱动、pyusb Python库和usb4i2c.py实现了Win/Mac/Lin跨平台i2c调试。

安装libusb与pyusb.py

Windows没有官方i2c-tools支持，替代方案：1、使用Python+libusb开发(见3.2/3.3节)；2、使用第三方工具如NinjaI2C、Bus Pirate等。

Mac OS X从10.8(Mountain Lion) 开始不再支持i2c-tools，内核架构变化移除了I2C驱动支持。替代方案：使用Python+libusb(见5.1/5.3节)。

Windows安装libusb驱动与pyusb

1. 下载Zadig驱动工具：https://zadig.akeo.ie/
2. 运行Zadig，选择"Options > List All Devices"

1. 从列表中选择"UK534-USB4I2C"、"I2C-Tiny-USB"或"I2C-MP-USB"

1. 选择"libusb-win32"驱动，点击"Install Driver"

正确安装驱动后，可在设备管理器看到libusb-win32 devices->UK534-USB4I2C设备号。

# win安装pyusb库
pip install pyusb

常见问题排查：

• 设备未列出：重新插拔设备，检查设备管理器
• 驱动安装失败：以管理员身份运行Zadig
• DLL缺失错误：确认libusb-1.0.dll在系统PATH或Python目录

Mac安装libusb驱动与pyusb

# 安装Homebrew
/bin/bash -c "$(curl -fsSL [https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.s](https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.s)h)"

# 安装libusb
brew install libusb

# 添加USB访问权限
echo 'SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="0403", ATTRS{idProduct}=="c631", MODE="0666"' | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-i2c-tiny-usb.rules

# 安装Python绑定
pip install pyusb

常见问题：

• USB访问被拒绝：在系统偏好设置中启用USB设备访问
• 库未找到：添加libusb到库路径export DYLD_LIBRARY_PATH=/opt/homebrew/lib
• 设备未列出：重启系统或重新插拔设备

linux安装libusb与pyusb

# 安装依赖
sudo apt install libusb-1.0-0-dev

# 添加udev规则
echo 'SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="0403", ATTRS{idProduct}=="c631", MODE="0666"' | sudo tee /etc/udev/rules.d/99-i2c-tiny-usb.rules

# 重新加载规则
sudo udevadm control --reload-rules
sudo udevadm trigger

# 安装Python绑定
pip install pyusb

常见问题：

• LIBUSB_ERROR_ACCESS：确认udev规则生效，或使用sudo
• 设备未找到：运行lsusb检查设备是否列出
• 驱动冲突：卸载内核驱动sudo modprobe -r i2c-tiny-usb

安装usb4i2c.py库文件

方法一：从源码安装

git clone https://github.com/usb-i2c-spi/uk534-usb4i2c.git

cd uk534-usb4i2c

pip install .

方法二：直接安装

pip install usb4i2c

使用usb4i2c.py库操作i2c设备

以下案例都采用AT24C02作为i2c device，也可以选用PIIC-EXT快速测试。

USB4I2C-TEST.py

import sys

import os

# 添加包路径到系统路径

package_path = os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '..'))

if package_path not in sys.path:

sys.path.append(package_path)

from usb4i2c import I2CTinyUSB

from time import sleep

# 初始化设备

i2c = I2CTinyUSB()

# 扫描 I2C 总线

devices = i2c.scan_devices()

print(f"Detected devices: {[hex(addr) for addr in devices]}")

# 基本读写操作

i2c.write_byte(0x50, 0x10, 0xA5) # 向设备0x50的寄存器0x10写入0xA5

sleep(0.1)

value = i2c.read_byte(0x50, 0x10) # 从设备0x50的寄存器0x10读取值

print(f"Read value: 0x{value:02X}")

# 多字节操作

i2c.write_bytes(0x50, 0x00, [0x01, 0x02, 0x03]) # 写入多个字节

sleep(0.1)

data = i2c.read_bytes(0x50, 0x00, 3) # 读取多个字节

print(f"Read data: {data}")

# 原始操作

i2c.write_raw(0x50, [0x10, 0x20]) # 原始写入

sleep(0.1)

raw_data = i2c.read_raw(0x50, 2) # 原始读取

# 断开连接

i2c.disconnect()

以下图片是Thonny运行结果。

basic_test.py

import sys

import os

# 添加包路径到系统路径

package_path = os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '..'))

if package_path not in sys.path:

sys.path.append(package_path)

from usb4i2c import I2CTinyUSB, AT24CXX

import time

# Auto-detect device

i2c = I2CTinyUSB()

# Scan I2C bus

devices = i2c.scan_devices()

print(f"Detected devices: {[hex(addr) for addr in devices]}")

# Create EEPROM instance

eeprom = AT24CXX(i2c, model='24C02', i2c_addr=0x50)

time.sleep(1)

# Basic read/write test

test_addr = 0x10

test_value = 0x5A

# Write and read back

eeprom.write_byte(test_addr, test_value)

read_value = eeprom.read_byte(test_addr)

print(f"Wrote 0x{test_value:02X} to 0x{test_addr:04X}, read back 0x{read_value:02X}")

# Dump first 32 bytes

eeprom.dump_memory(0x00, 256)

# Disconnect

i2c.disconnect()

以下图片是Thonny运行结果。

USB4I2C-TEST_EEPROM.py

import sys

import os

# 添加包路径到系统路径

package_path = os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '..'))

if package_path not in sys.path:

sys.path.append(package_path)

from usb4i2c import I2CTinyUSB, AT24CXX

import time

def test_eeprom():

try:

# Initialize I2C device

i2c = I2CTinyUSB()

 

# Scan I2C bus

devices = i2c.scan_devices()

print(f"Detected devices: {[hex(addr) for addr in devices]}")

 

# Create AT24C02 instance

eeprom = AT24CXX(i2c, model='24C02', i2c_addr=0x50)

 

# Test basic info

print(f"\nEEPROM Model: {eeprom.model}")

print(f"Total Size: {eeprom.total_bytes} bytes")

print(f"Page Size: {eeprom.page_size} bytes")

 

# Execute full test

eeprom.full_test()

 

except Exception as e:

print(f"Test error: {e}")

finally:

if 'i2c' in locals():

i2c.disconnect()

if __name__ == "__main__":

test_eeprom()

以下图片是Thonny运行结果（部分）。

USB4I2C-TEST-24C02-STRESS.py

import sys

import os

# 添加包路径到系统路径

package_path = os.path.abspath(os.path.join(os.path.dirname(__file__), '..'))

if package_path not in sys.path:

sys.path.append(package_path)

from usb4i2c import I2CTinyUSB, AT24CXX

import time

def test_eeprom():

try:

# 初始化I2C设备

i2c = I2CTinyUSB()

 

# 扫描I2C总线

devices = i2c.scan_devices()

print(f"Detected devices: {[hex(addr) for addr in devices]}")

 

# 创建AT24C02实例

eeprom = AT24CXX(i2c, model='24C02', i2c_addr=0x50)

 

# 测试基本信息

print(f"\nEEPROM Model: {eeprom.model}")

print(f"Total Size: {eeprom.total_bytes} bytes")

print(f"Page Size: {eeprom.page_size} bytes")

 

# 执行完整测试

eeprom.full_test()

 

# 高强度压力测试，需要优化eeprom写入时间

eeprom.stress_test(cycles=100)

 

except Exception as e:

print(f"Error during test: {e}")

finally:

if 'i2c' in locals():

i2c.disconnect()

if __name__ == "__main__":

test_eeprom()

以下图片是Thonny运行结果（部分）。

参考文献与资源

类别	资源	链接
官方资源	UK534-USB4I2C	https://github.com/usb-i2c-spi/uk534-usb4i2c
	I2C-Tiny-USB项目主页	http://www.harbaum.org/till/i2c_tiny_usb
	I2C-MP-USB产品页面	https://www.fischl.de/i2c-mp-usb
代码仓库	I2C-Tiny-USB GitHub	https://github.com/harbaum/I2C-Tiny-USB
	jI2C_MP_USB库	https://github.com/EmbedME/jI2C_MP_USB
	I2C-Pico-USB	https://github.com/dquadros/I2C-Pico-USB
驱动工具	Zadig(Windows驱动)	https://zadig.akeo.ie
	libusb	https://libusb.info
开发库	usb4java	http://usb4java.org
	pyusb(Python)	https://github.com/pyusb/pyusb
参考项目	Smart Battery示例	https://github.com/harbaum/I2C-Tiny-USB/blob/master/testapp/smart_battery.py
	传感器集成示例	https://www.fischl.de/i2c-mp-usb