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原创 如何用一条I2C总线驱动多个I2C设备？

2022-5-24 08:32 6686 11 4 分类: 智能硬件 文集: 方案
应用设计中，用一条I2C总线驱动多个I2C设备师很常见，实施也很简单，本项目将连接以下I2C设备：
1x16×2 I2C LCD显示屏，地址0x27
1x 128×32 I2C OLED显示屏，地址0x3C
2x PCF8574 I2C Io扩展器，地址0x20、0x21

上述组件可使用以下库文件，通过Arduino Uno控制：
LiquidCrystal_I2C.h，控制LCD屏；
Wire.h and PCF8574.h，控制I2C IO扩展器；
Adafruit_GFX, Adafruit_SSD1306.h 和 SPI.h，控制SSD1306 128×32 OLED显示屏。

由于所有元件相距不远，没必要I2C总线使用上拉电阻，因为这些杜邦线就是组件的一部分。
本项目电路很直观，不同的是，Uno板子在顶部靠近USB适配器附近增加了一个I2C口，我们把它和A4、A5一起使用。

 

首先，将所有I2C组件的SDA引脚以串行方式连接在一起，再连接于Arduino SDA引脚(一般为A4)。
其次，将所有I2C组件的SCL引脚串联起来，再连接到Arduino SCL引脚(一般为A5)
第三，将所有5v(Vcc)引线连接到Arduino开发板的5v引脚，所有接地引线(GND)连接到Arduino板子的GND引脚。
第四，通过阻值在640－1000欧姆范围内的电阻，将4个LEDs的一个引脚连接到两个PCF8574 IO扩展器P0、P1引脚，另一个引脚接地。
本项目采用外接的5v电源供电，因为根据Uno的实际需求，没必要从稳压器获得太大的电流。
连接完成后，检查所有接线，再打开Arduino IDE中的i2c扫描工具，就会再示例中看到库 Wire.h 文件。
启动电源，将库文件上传到Uno，再打开Serial Monitor，就会看到检测到了4个I2C设备。

 

如果没有检测到4个设备，检查接线和设备地址，看看问题出在哪里，很有可能是接线问题，或者设备的地址错了。
如果一切无误，将以下代码拷入Arduino IDE，相关解释参见中间的注释。
  1. /*
  2. Multiple devices on the I2C bus
  3. Maker and Iot Ideas, MakerIoT2020
  4. */
  5. // Include the libraries that we will need
  6. #include // needed for OLED display.
  7. #include // PCF8574
  8. #include // Generic I2C library
  9. #include // for OLED display
  10. #include // for OLED display
  11. #include // For I2C LCD display
  13. // we need to define the size of the OLED screen
  15. #define OLED_WIDTH 128
  16. #define OLED_HEIGHT 32
  18. // mine does not have an onboard reset pin. If yours do, specify the
  19. // pin that it is connected to on the Arduino here. To use the
  20. // Arduino reset pin, specify -1 as below
  22. #define OLED_RESET -1
  24. // Define the OLED display, width,hight protocol and reset pin
  25. Adafruit_SSD1306 oled(OLED_WIDTH,OLED_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET);
  27. // Define the I2C LCD screen address and pin configuration
  28. LiquidCrystal_I2C lcd(0x27,2,1,0,4,5,6,7,3,POSITIVE);
  30. // Define the PCF8574 devices ( you can have up to 8 on a bus )
  31. // but in this case, my LCD uses address 0x27, so I will have a
  32. // conflicting address if I were to use 8 of them together with the
  33. // LCD
  35. PCF8574 Remote_1(0x20);
  36. PCF8574 Remote_2(0x21);
  38. // Note the I2C addresses. You can obtain them from the i2c_scanner
  40. void setup() {
  41. // serial debugging if needed
  42. Serial.begin(115200);
  43. // Start OLED Display Init
  45. if (!oled.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC,0x3C)) { // Init the OLED
  46. Serial.println(F("OLED INIT FAILED"));
  47. for(;;); // Dont proceed ... loop forever
  48. }
  49. oled.display();
  50. delay(2000); // This delay is required to give display time to
  51. // initialise properly
  52. oled.clearDisplay();
  53. oled.setTextSize(0);
  54. oled.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  55. oled.setCursor(0,0);
  56. oled.println("TEST SCREEN");
  57. oled.display();
  58. delay(2000);
  59. oled.clearDisplay();
  60. oled.setCursor(1,0);
  61. oled.println("OLED SCREEN ON");
  62. oled.display();
  64. // Start the LCD
  66. lcd.begin(16,2);
  68. // Set the initial state of the pins on the PCF8574 devices
  69. // I found that the PCF8574 library sometimes does funny things
  70. // This is also an example of how to use native i2c to set the
  71. // status of the pins
  73. Wire.begin();
  74. Wire.beginTransmission(0x20); // device 1
  75. Wire.write(0x00); // all ports off
  76. Wire.endTransmission();
  77. Wire.begin();
  78. Wire.beginTransmission(0x21); // device 2
  79. Wire.write(0x00); // all ports off
  80. Wire.endTransmission();
  81. // Set pinModes for PCF8574 devices
  82. // Note that there are two of them
  84. Remote_1.pinMode(P0,OUTPUT);
  85. Remote_1.pinMode(P1,OUTPUT);
  86. Remote_2.pinMode(P0,OUTPUT);
  87. Remote_2.pinMode(P1,OUTPUT);
  89. // Start both IO extenders
  91. Remote_1.begin();
  92. Remote_2.begin();
  94. // and set ports to low on both
  95. // you may find that if you ommit this step, they come up in an
  96. // unstable state.
  98. Remote_1.digitalWrite(P0,LOW);
  99. Remote_1.digitalWrite(P1,LOW);
  100. Remote_2.digitalWrite(P0,LOW);
  101. Remote_2.digitalWrite(P1,LOW);
  103. }
  105. void loop() {
  106. // Draw a character map on the OLED display.
  107. // This function is borrowed from the Adafruit library
  109. testdrawchar();
  111. // Write to the IO extenders
  113. Remote_1.digitalWrite(P0,HIGH);
  114. Remote_1.digitalWrite(P1,LOW);
  115. Remote_2.digitalWrite(P0,HIGH);
  116. Remote_2.digitalWrite(P1,LOW);
  118. // Display their status on the LCD
  119. lcd.setCursor(0,0);
  120. lcd.print(" R1 P0=1 P1=0");
  121. lcd.setCursor(0,1);
  122. lcd.print(" R2 P0=1 P1=0");
  123. delay(500);
  125. // Change status
  126. Remote_1.digitalWrite(P1,HIGH);
  127. Remote_1.digitalWrite(P0,LOW);
  128. Remote_2.digitalWrite(P1,HIGH);
  129. Remote_2.digitalWrite(P0,LOW);
  131. // Update LCD
  132. lcd.setCursor(0,0);
  133. lcd.print(" R1 P0=0 P1=1");
  134. lcd.setCursor(0,1);
  135. lcd.print(" R2 P0=0 P1=1");
  136. delay(500);
  137. // Do some graphics on the OLED display
  138. // Function borrowed from Adafruit
  139. testdrawrect();
  140. oled.clearDisplay();
  141. delay(500);
  142. // repeat indefinitely
  144. }
  146. void testdrawrect(void) {
  147. oled.clearDisplay();
  149. for(int16_t i=0; i
  150. oled.drawRect(i, i, oled.width()-2*i, oled.height()-2*i, SSD1306_WHITE);
  151. oled.display(); // Update screen with each newly-drawn rectangle
  152. delay(1);
  153. }
  155. delay(500);
  156. }
  158. void testdrawchar(void) {
  159. oled.clearDisplay();
  161. oled.setTextSize(1); // Normal 1:1 pixel scale
  162. oled.setTextColor(SSD1306_WHITE); // Draw white text
  163. oled.setCursor(0, 0); // Start at top-left corner
  164. oled.cp437(true); // Use full 256 char 'Code Page 437' font
  166. // Not all the characters will fit on the display. This is normal.
  167. // Library will draw what it can and the rest will be clipped.
  168. for(int16_t i=0; i<256; i++) {
  169. if(i == '\n') oled.write(' ');
  170. else oled.write(i);
  171. }
  173. oled.display();
  174. delay(500);
  175. }
I2C Arduino Arduino Uno

作者： 硬之城Allchips， 来源：面包板社区

链接： https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-3975615.html

版权声明：本文为博主原创，未经本人允许，禁止转载！

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