Освой Arduino играючи

Сайт Александра Климова

Шкодим

/* Моя кошка замечательно разбирается в программировании. Стоит мне объяснить проблему ей - и все становится ясно. */
John Robbins, Debugging Applications, Microsoft Press, 2000

Интерфейсная шина I²C/Библиотека Wire

I²C (IIC, англ. Inter-Integrated Circuit) — последовательная асимметричная шина для связи между интегральными схемами внутри электронных приборов.

Шина I2C также известна как двухпроводной интерфейс (Two Wire Interface, TWI) — простое и удобное устройство, используемое для обмена данными. Сам протокол был предложен фирмой Philips, но во избежание проблем с авторскими правами иногда протокол называют "двухпроводным".

Передача данных между устройствами и Arduino осуществляется по двум линиям, которые называют линией данных (Serial Data Line, SDA) и тактовой линией синхронизации сигнала (Serial Clock Line, SCL). В Arduino Uno вывод SDA находится на A4, а линия SCL — на контакте A5. Некоторые новейшие платы R3 имеют отдельные контакты, соединённые с шиной I2C и расположенные в верхнем левом углу для удобства доступа к ним. При подключении требуется установка подтягивающих резисторов. Обычно используют резисторы номиналом 4.7 кОм.

Будучи подключённой к шине I2C, плата Arduino считается ведущим устройством, а все остальные устройства — ведомыми. Каждое ведомое устройство имеет свой адрес (идентификационный номер) — шестнадцатеричное число, — позволяющий плате Arduino обращаться и взаимодействовать с каждым устройством по отдельности. Обычно устройство имеет на выбор диапазон адресов I2C, который указан в документации к нему. Конкретные доступные адреса определяются подключением контактов IC тем или иным образом.

Ведущее устройство (Uno) отвечает за инициирование обмена. Ведомые устройства не могут инициировать обмен данных, а только отвечают на запросы от ведущего устройства.

Библиотека Wire

Библиотека Wire входит в состав Arduino и используется для работы с шиной I2C.

В скетче сначала необходимо активировать библиотеку, затем в setup() активировать шину.


#include <Wire.h>

void setup() {
  Wire.begin(); // активируем шину
}

Поскольку как правило плата Arduino действует как ведущее устройство, ей не нужно присваивать адрес. Если бы плата настраивалась на работу в режиме ведомого устройства, нам пришлось бы присвоить адрес в диапазоне от 0 до 127, передав его как параметр, чтобы уникально идентифицировать плату на шине I2C.

Передача данных по шине осуществляется по одному байту. Чтобы послать байт из платы Arduino в устройство на шине, необходимо вызвать три функции:

  • Первая функция инициализирует связь, как показано ниже (где аргумент address — это адрес ведомого устройства на шине в шестнадцатеричном виде, например 0x50):
    
    Wire.beginTransmission(address);
    
  • Вторая функция посылает 1 байт данных из Arduino в устройство с адресом, указанным в предыдущем вызове функции. Здесь аргумент data — это переменная, содержащая 1 байт данных; вы можете послать несколько байтов, но для каждого байта придётся вызвать Wire.write():
    
    Wire.write(data);
    
  • По завершении передачи данных определённому устройству следует разорвать связь:
    
    Wire.endTransmission();
    

Чтобы запросить данные из устройства на шине I2C, инициализируйте связь вызовом Wire.beginTransmission(address) и отправьте запрос Wire.requestFrom(address, x), (где x — количество запрашиваемых байтов данных). Затем с помощью следующей функции нужно сохранить принятый байт в переменной:


incoming = Wire.read(); // incoming - переменная, куда
// сохраняется принятый байт данных

По окончании приёма следует разорвать связь вызовом Wire.endTransmission().

Дополнительные материалы

RTC (часы реального времени)

Реклама