LUAT实践 - I2C通讯之定位我们的外设设备

本实践目标

• 了解I2C的基本概念以及应用方式
• 熟悉air20x的I2C API
• 在使用具体的I2C器件之前，我们首先需要确认的I2C的外设地址，这个除了查文档，利用电路判断之外，我们可以尝试一个“扫描发现”的方式
• 为下一批实践，驱动I2C的0.96 oled，4通道16bit ADS1115的使用，带闹钟时钟PCF8563的控制
• 试试上I2C是一类总线，以上外设可以同时接入，我们下一批实践也可尝试同时接入设备的通讯协调

相关资料

• 《air202_硬件设计手册_v1.x》
• 《Luat 脚本开发指南V2.x》
• 《lua扩展库V1.x》
• I2C协议wikipage
• I2C总线特性V2.1

模块连接

AIR202 I2C接口

管脚名	管脚号	I/O
I2C_CLK	29	O
I2C_SDA	30	IO

供电

管脚名	管脚号	I/O
VDDIO	24	O

****I2C总线需要接电阻上拉，电平标准最好与VDDIO保持一致**

I2C外设的连接示意

image

**** 此处使用的是air202的S5系统扳，虽然比较起来S6更简约经济，但是从快速实验的角度，S5可以节约很多的时候，我们基本上只需要一个android手机的micro USB线缆就可以开始了**

要点分析及其说明

• 固件

  请使用最新版本的固件：Luat_VXXXX_Air202.lod

• I2C硬件id

  air202的I2C硬件ID为0，在做实验的时候验证为0
  **** 此处可能存在一些小的偏差，官方的demo中i2cid=2， 硬件文档的描述也未I2C3SDA/I2C3SCL**
  也许此处I2C3是针对8955的硬件特性暴露的顺序，而对于air202的luat固件，它的顺序为0

• I2C 时序示意

  

  image
  
  

  此处信息并非我们开启I2C实践的必要条件，但是可以更满足我们的好奇心：）
  图片来自维基百科
  其中：

  • S 开始位 start bit
  • B1-BN 数据位 data bit
  • P 停止位 stop bit

• I2C API

  打开i2c接口
  speed = i2c.setup( id, speed, slave )

  往指定的寄存器地址 reg 传输数据
  wrote = i2c.write( id, reg, data )

  读取指定寄存器地址 reg 的数据内容
  data = i2c.read( id, reg, num )

  关闭 I2C 接口
  speed = i2c.close( id )

  I2C文档地址，I2C为luat core支持，无需require lib中的组件

• I2C 外设地址的验证

  speed = i2c.setup( id, speed, slave )
  打开I2C接口的API可以给我们一个反馈，但这个反馈是针对I2C接口本身的创建，而非外设地址是否有效。
  外设地址对于我们操作目标的IC或模块是必要条件，而一般情况下这个地址由两个要素决定：
  芯片特性 + 外部电路的地址设定
  此处我们暂且假设外部电路的地址设定都保持了芯片的默认特性

  例如 ads1115的地址为0x48, 时钟IC pcf8563的地址为0x51, 0.96 oled的地址为0x3c

  这些地址，我们如何可以有效便捷的定位到呢？ 最精确的方式应该是从datasheet中获取，也许是个人作为硬件新手， 经验有限的缘故，当初在这个部分的确花费了不少时间，也遇见了不少困惑，经过几个I2C设备的实践，得到一些浅显的经验，抛砖引玉一下：

  • i2c.setup API的形式只能检验air20x模块的I2C特性是否正常，无法校验外部地址
  • i2c 的地址范围为0x00 - 0x7f
  • 一般的I2C外设，寄存器0“大多数情况下”应该是可读取的，我们可以将其作为“验证地址”， 如果遇见目标外设的确不可用寄存器0，那我们就切换一个地址去验证好了：）
  • 在这个思路下，如果我们对寄存器0，进行外设地址0x00 - 0x7f的循环读写尝试，得到有效回应，则可定位该地址
  • 相对写操作尝试，读操作更是“无侵害”的尝试

• 在此思路下的代码实现

image

• 经过实际操作，的确可以得到实际接入的设备地址

i2cscan :   located live I2C asset on the bus :  0x48
i2cscan :   located live I2C asset on the bus :  0x51

代码地址

https://github.com/wingpengfei/luatcookie/tree/master/air20x/src/i2c