Arduino 內(nèi)部集成電路

內(nèi)部集成電路（I2C）是用于微控制器和新一代專用集成電路之間的串行數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)。當(dāng)它們之間的距離很短（接收器和發(fā)射器通常在同一個印刷電路板上）時使用。通過兩根導(dǎo)線建立連接。一個用于數(shù)據(jù)傳輸，另一個用于同步（時鐘信號）。

如下圖所示，一個設(shè)備始終是主設(shè)備。它在通信開始之前執(zhí)行一個從芯片的尋址。這樣，一個微控制器可以與112個不同的設(shè)備進行通信。波特率通常為100 Kb/sec（標準模式）或10 Kb/sec（慢波特率模式）。最近出現(xiàn)了波特率為3.4 Mb/s的系統(tǒng)。通過I2C總線通信的設(shè)備之間的距離限制在幾米之內(nèi)。

板的I2C引腳

I2C總線由兩個信號組成 - SCL和SDA。SCL是時鐘信號，SDA是數(shù)據(jù)信號。當(dāng)前總線主機總是產(chǎn)生時鐘信號。一些從設(shè)備可能迫使時鐘低電平以延遲主設(shè)備發(fā)送更多數(shù)據(jù)（或者在主設(shè)備嘗試將數(shù)據(jù)寫出之前請求更多的時間來準備數(shù)據(jù)）。這被稱為“時鐘伸展”。

以下是不同Arduino板的引腳：

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

Arduino I2C

我們有兩種模式 - 主代碼和從代碼 - 使用I2C連接兩個Arduino板。它們是：

• Master Transmitter / Slave Receiver 主發(fā)射器/從接收器
• Master Receiver / Slave Transmitter 主接收器/從發(fā)射器

主發(fā)射器/從接收器

讓我們現(xiàn)在看看什么是主發(fā)送器和從接收器。

主發(fā)射器

以下函數(shù)用于初始化Wire庫，并將I2C總線作為主器件或從器件加入。這通常只被調(diào)用一次。

• Wire.begin(地址) - 在我們的例子中，地址是7位從地址，因為未指定主機，它將作為主機加入總線。

• Wire.beginTransmission(地址) - 開始向給定地址的I2C從設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)。

• Wire.write(值) - 用于從主設(shè)備傳輸?shù)綇脑O(shè)備的隊列字節(jié)（在beginTransmission()和endTransmission()之間的調(diào)用）。

• Wire.endTransmission() - 結(jié)束由beginTransmission()開始的對從設(shè)備的傳輸，并傳輸由wire.write()排隊的字節(jié)。

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); 
}

從接收器

使用以下函數(shù)：

• Wire.begin(地址) - 地址是7位從地址。

• Wire.onReceive(收到的數(shù)據(jù)處理程序) - 當(dāng)從設(shè)備從主設(shè)備接收數(shù)據(jù)時調(diào)用的函數(shù)。

• Wire.available() - 返回Wire.read()可用于檢索的字節(jié)數(shù)，應(yīng)在Wire.onReceive()處理程序中調(diào)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/從發(fā)射器

讓我們現(xiàn)在看看什么是主接收器和從發(fā)射器。

主接收器

主機被編程為請求，然后讀取從唯一尋址的從機Arduino發(fā)送的數(shù)據(jù)字節(jié)。

使用以下函數(shù)：

Wire.requestFrom(地址，字節(jié)數(shù)) - 主設(shè)備用于請求從設(shè)備的字節(jié)。然后可以使用函數(shù)wire.available()和wire.read()檢索字節(jié)。

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); 
}

從發(fā)射器

使用以下函數(shù)：

Wire.onRequest(處理程序) - 當(dāng)主設(shè)備從此從設(shè)備請求數(shù)據(jù)時調(diào)用該函數(shù)。

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++; 
}