Arduino 内部集成电路

内部集成电路(I2C)是用于微控制器和新一代专用集成电路之间的串行数据交换的系统。 当它们之间的距离很短(接收器和发射器通常在同一个印刷电路板上)时使用。 通过两根导线建立连接。 一个用于数据传输，另一个用于同步(时钟信号)。

如下图所示，一个设备始终是主设备。 它在通信开始之前执行一个从芯片的寻址。 以这种方式，一个微控制器可以与112个不同的设备通信。 波特率通常为100 Kb / sec(标准模式)或10 Kb / sec(慢波特率模式)。 最近出现了波特率为3.4 Mb / s的系统。 通过I2C总线通信的器件之间的距离限制为几米。

板的I2C引脚

I2C总线由两个信号SCL和SDA组成。 SCL是时钟信号，SDA是数据信号。 当前总线主机总是产生时钟信号。 一些从设备可能迫使时钟低时延迟主设备发送更多数据(或者在主设备尝试将时钟发出之前需要更多时间来准备数据)。 这被称为“时钟伸展"。

以下是不同Arduino板卡的引脚 -

• Uno, Pro Mini A4 (SDA), A5 (SCL)
• Mega, Due 20 (SDA), 21 (SCL)
• Leonardo, Yun 2 (SDA), 3 (SCL)

Arduino I2C

我们有两种模式 - 主代码和从机代码 - 使用I2C连接两个Arduino板。 他们是 -

• Master Transmitter / Slave Receiver 主发射器/从接收器
• Master Receiver / Slave Transmitter 主接收器/从属发射器
•  

主发射器/从接收器

让我们现在看看什么是主发送器和从接收器。

主发射机

以下函数用于初始化Wire库，并将I2C总线作为主器件或从器件加入。 这通常只调用一次。

• Wire.begin(address) - 在我们的例子中，地址是7位从地址，因为未指定主机，它将作为主机加入总线。

• Wire.beginTransmission(address) - 开始向给定地址的I2C从器件发送数据。

• Wire.write(value) - 用于从主设备传输到从设备的队列字节(在beginTransmission()和endTransmission()之间的调用)。

• Wire.endTransmission() - 结束由beginTransmission()开始的对从设备的传输，并传输由wire.write()排队的字节。

示例

#include <Wire.h> //include wire library
 
void setup() //this will run only once { 
   Wire.begin(); // join i2c bus as master
} 
 
short age = 0; 
 
void loop() {   
   Wire.beginTransmission(2); 
   // transmit to device #2
   Wire.write("age is = ");
   Wire.write(age); // sends one byte
   Wire.endTransmission(); // stop transmitting
   delay(1000); 
}

从接收器

使用以下功能 -

• Wire.begin(address) - 地址是7位从机地址。

• Wire.onReceive(接收数据处理程序) - 当从设备从主设备接收数据时调用的函数。

• Wire.available() - 返回可用于使用Wire.read()检索的字节数，应在Wire.onReceive()处理程序中调用。

示例

#include <Wire.h> //include wire library
 
void setup() {  //this will run only once
   Wire.begin(2); // join i2c bus with address #2
   Wire.onReceive(receiveEvent); // call receiveEvent when the master send any thing 
   Serial.begin(9600); // start serial for output to print what we receive 
}
 
void loop() {   
   delay(250); 
}
 
//-----this function will execute whenever data is received from master-----//
 
void receiveEvent(int howMany) { 
   while (Wire.available()>1) // loop through all but the last {
      char c = Wire.read(); // receive byte as a character
      Serial.print(c); // print the character
   }
}

主接收器/从属发射器

让我们现在看看什么是主接收器和从发送器。

主接收器

主器件，被编程为请求，然后读取从唯一寻址的从器件Arduino发送的数据字节。

使用以下功能 -

Wire.requestFrom(地址，字节数) - 由主设备用于从从设备请求字节。 然后可以使用函数wire.available()和wire.read()函数检索字节。

示例

#include <Wire.h> //include wire library void setup() { 
   Wire.begin(); // join i2c bus (address optional for master) 
   Serial.begin(9600); // start serial for output
} 
 
void loop() { 
   Wire.requestFrom(2, 1); // request 1 bytes from slave device #2
   while (Wire.available()) // slave may send less than requested {
      char c = Wire.read(); // receive a byte as character
      Serial.print(c); // print the character
   } 
   delay(500); 
}

从站发射器

使用以下功能。

Wire.onRequest(handler) - 当主设备从此从设备请求数据时调用该函数。

示例

#include <Wire.h> 
 
void setup() { 
   Wire.begin(2); // join i2c bus with address #2
   Wire.onRequest(requestEvent); // register event
} 
 
Byte x = 0;
 
void loop() { 
   delay(100); 
} 
 
// function that executes whenever data is requested by master
// this function is registered as an event, see setup()
 
void requestEvent() { 
   Wire.write(x); // respond with message of 1 bytes as expected by master
   x++; 
}

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