I2C
一、I2C 概述:
Air700ECQ 可支持 1 路 I2C 接口,如果复用的话最多有两路:
I2C 配置:
兼容 Philips I2C 标准协议。
支持 Fast mode (400Kbps)和 Slow mode(100Kbps)。
只支持 master 模式,不支持 slave 模式。
理论上最多可支持 127 个从设备。
管脚名 | 类型 | 序号 | 电压域 | 描述 |
---|---|---|---|---|
I2C_SCL | IO | 67 | VDD_EXT | I2C 时钟信号,用作 I2C 时需外加上拉 |
I2C_SDA | IO | 66 | VDD_EXT | I2C 时钟信号,用作 I2C 时需外加上拉 |
I2C 的参考电路如下:
Air700ECQ 的 I2C 接口电压是 1.8V/3.3V 可配置,通过 PIN100 IO_SEL 配置 IO 口电平,能够满足大部分外 设的直接需求,但是如果要和 5V 或者以上电平的外设通信,那就必须要加电平转换电路
二、演示功能概述
本例程将使用 I2C 协议读取传感器数据并打印出来。
三、准备硬件环境
3.1 Air700ECQ 开发板
使用 Air700ECQ 开发板,如下图所示:
淘宝购买链接:Air700ECQ 开发板淘宝购买链接 ;
此开发板的详细使用说明参考:Air700ECQ 产品手册 中的 《开发板EVB-Air700ECQ-IO使用手册VX.X.X.pdf》,写这篇文章时最新版本的使用说明为:开发板EVB-Air700ECQ-IO使用手册V1.0.0.pdf ;开发板使用过程中遇到任何问题,可以直接参考这份使用说明 pdf 文档。
3.2 数据通信线
typec 接口 USB 数据线即可。
3.3 PC 电脑
WIN10以及以上版本的WINDOWS系统。
3.4 sht20 温湿度传感器一个
3.5 Air700ECQ 与 sht20 接线图如下
四、准备软件环境
4.1 基本的下载调试工具
使用说明参考:Luatools 下载和详细使用 ;
五、使用 I2C 读取 sht20 软硬件资料:
5.1 文档和工具:
- Air700ECQ 模块使用固件:SDK& Demo - 合宙文档中心,本 demo 使用的固件版本是:LuatOS-SoC_V2001_Air700ECQ.soc
- 本教程使用的 demo:https://gitee.com/openLuat/LuatOS-Air700ECQ/tree/master/demo/sht20
- 将固件和脚本烧录到模块中:Luatools 下载和使用教程 - 合宙模组资料中心
- 源码和固件已打包,如下所示: 点我,下载完整压缩文件包
- i2c-全部api地址,如果只看本demo的api直接看下面的
5.2 demo使用api介绍
即可。
5.2 demo使用api介绍
i2c.setup(id, speed, pullup)
作用:i2c 初始化
参数:
参数 | 传入值类型 | 解释 |
---|---|---|
id | int | 设备 ID,例如 i2c1 的 ID 为 1,i2c2 的 ID 为 2 |
speed | int | I2C 速度,例如 i2c.FAST |
pullup | bool | 是否启用软件上拉,默认关闭,需要硬件支持 |
返回值:
返回值类型 | 解释 |
---|---|
int | 成功返回 1,否则返回 0 |
i2c.send(id, addr, data, stop)
作用:i2c 发送数据
参数:
参数 | 传入值类型 | 解释 |
---|---|---|
id | int | 设备 ID,例如 i2c1 的 ID 为 1,i2c2 的 ID 为 2 |
addr | int | I2C 子设备的地址,7 位地址 |
data | integer/string/table | 待发送的数据,自适应参数类型 |
stop | integer | 可选参数:是否发送停止位,1 表示发送,0 表示不发送,默认发送(105 不支持) |
返回值:
返回值类型 | 解释 |
---|---|
true/false | 发送是否成功 |
i2c.recv(id, addr, len)
作用:i2c 接收数据
参数:
参数 | 传入值类型 | 解释 |
---|---|---|
id | int | 设备 ID,例如 i2c1 的 ID 为 1,i2c2 的 ID 为 2 |
addr | int | I2C 子设备的地址,7 位地址 |
len | int | 接收数据的长度 |
返回值:
返回值类型 | 解释 |
---|---|
string | 收到的数据 |
六、代码示例介绍
6.1 读取 SHT20 温湿度传感器
6.1.1 SHT20 简介:
SHT20 是使用 I2C 协议进行通信的温湿度传感器。
首先我们可以发送 STH20 的 7 位从机地址 +1 位读写位(写 0 读 1),然后发送 8 位的命令,0xF3 是读取温度的命令,0xF5 是读取湿度的命令。发送完后接收应答,等待 20us 之后我们发出 I2C 的结束时序。
6.1.2 demo 介绍
首先初始化 i2c,然后给 sht20 发送读取温湿度命令,接收 sht20 回传的数据即可。
-- LuaTools需要PROJECT和VERSION这两个信息
PROJECT = "sht20demo"
VERSION = "1.0.0"
-- sys库是标配
sys = require("sys")
-- 接线
--[[
SHT20 --- 模块
SDA - I2C_SDA
SCL - I2C_SCL
VCC - VDDIO
GND - GND
]]
-- 启动个task, 定时查询SHT20的数据
sys.taskInit(function()
local tmp,hum -- 原始数据
local temp,hump -- 真实值
--1010 000x
local addr = 0x40
-- 按实际修改哦
local id = 0
--[[
i2c初始化
@param1 设备id, 例如i2c1的id为1, i2c2的id为2
@param2 I2C速度, 例如i2c.FAST
@param3 是否软件上拉, 默认不开启,需要硬件支持
@return 成功就返回1,否则返回0
]]
local ret = i2c.setup(id)
log.info("i2c", "initial",ret)
while true do
--第一种方式
--[[
i2c发送读取温度的命令
@param1 设备id, 例如i2c1的id为1, i2c2的id为2
@param2 I2C子设备的地址, 7位地址
@param3 待发送的数据,自适应参数类型
@param4 可选参数 是否发送停止位 1发送 0不发送 默认发送(105不支持)
@return 发送是否成功
]]
i2c.send(id, addr, string.char(0xF3))
sys.wait(100)
--[[
i2c接收温度数据
@param1 设备id, 例如i2c1的id为1, i2c2的id为2
@param2 I2C子设备的地址, 7位地址
@param3 接收数据的长度
@return 收到的数据
]]
tmp = i2c.recv(id, addr, 2)
log.info("SHT20", "read tem data", tmp:toHex())
--[[ 发送读取湿度的命令 ]]
i2c.send(id, addr, string.char(0xF5))
sys.wait(100)
--[[ 接收湿度的数据 ]]
hum = i2c.recv(id, addr, 2)
log.info("SHT20", "read hum data", hum:toHex())
local _,tval = pack.unpack(tmp,'>H')
local _,hval = pack.unpack(hum,'>H')
if tval and hval then
--[[ 将温湿度数据转化成常规数据 ]]
temp = (((17572 * tval) >> 16) - 4685)/100
hump = (((12500 * hval) >> 16) - 600)/100
log.info("SHT20", "temp,humi",temp,hump)
end
sys.wait(1000)
end
end)
sys.run()
-- sys.run()之后后面不要加任何语句!!!!!
6.1.3 将程序下载到开发板:
使用说明参考:Luatools 下载和详细使用
七、功能验证:
成功使用 I2C 协议读取到 sht20 传感器的温湿度数值。
八、总结
本例程使用 i2c 协议读取了 sht20 传感器传输的温湿度数值。
扩展
常见问题
1、i2c 每次读写数据前都需要 setup 一次吗?
不需要
正常的业务逻辑为:
i2c.setup
…此处可以多次读写数据
i2c.close
setup 之后,只要没有 close,就可以反复读写数据
一旦执行了 close,下次读写数据前,必须再次 setup
2、i2c 通信时模块可以做从设备吗?
注意:模块 I2C 只能做主设备,(虽然有内部上拉电阻,但是暂时还未实现软件配置)使用时需要外部上拉,在配置 FAST 速率时,上拉电阻阻值不要大于 4.7K。
3、i2c 设备 7 位的地址为 0x38 ,需要我手动转换到 8 位地址吗?
这里 i2c_addr 地址是 7bit 地址
如果 i2c 外设手册中给的是 8bit 地址,需要把 8bit 地址右移 1 位,赋值给 i2c_addr 变量
如果 i2c 外设手册中给的是 7bit 地址,直接把 7bit 地址赋值给 i2c_addr 变量即可
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