【硬件外设使用】——I2C

I2C基本概念

I2C是"Inter-Integrated Circuit"的缩写，也被称为TWI (Two Wire Interface)。

它是一种串行通信协议，用于连接多个设备或组件。

I2C协议使用两根总线线（数据线SDA和时钟线SCL）进行通信。它允许多个设备连接到同一个总线上，并通过独特的地址进行标识。I2C通信协议最初由飞利浦公司开发，现在广泛应用于嵌入式系统、传感器和其他电子设备中。I2C协议具有高速传输、简单灵活和可靠性高等优点。

I2C通信协议

I2C通信协议是一种串行通信协议，在通信中使用两根总线线（数据线SDA和时钟线SCL）。下面是I2C通讯的基本原理：

1. 时钟同步：I2C总线上的所有设备都遵循同一个时钟信号，这意味着当主设备发送时钟脉冲时，所有连接到I2C总线上的设备都会响应。

2. 数据传输：I2C协议是一种基于帧的协议，每个数据帧包含8位数据，其中包括7位地址和1位读/写标志位。主设备通过向从设备发送地址将其选中，并指定操作是读还是写操作。之后，数据可以被传输到或从从设备接收。

3. 确认应答：在每个数据字节传输后，接收方必须向发送方返回一个确认应答信号以指示成功接收数据。任何设备都可以发出一个非确认应答，以表明没有成功接收数据。

4. 多主机操作：I2C协议支持多主机操作，允许多个主机设备轮流控制I2C总线。 主机设备与其他设备之间的优先级基于其发送的起始条件的优先级。

5. 时钟速率：I2C协议支持四种不同的时钟速率，最高可达400kHz。时钟速率越高，数据传输速度越快，但是会增加线路的电磁干扰，从而降低了可靠性。

I2C通信协议简单、可靠，并被广泛用于各种电子设备之间的通信和控制。

I2C使用方法

pyb.i2c

pyb.i2c是MicroPython中的一个模块，用于控制I2C总线。通过使用pyb.i2c模块，可以轻松地与其他设备进行通信，例如传感器、电机驱动器和显示屏等。

MicroPython的pyb.i2c模块提供了一些常用的函数，用于发送和接收数据，以及设置I2C总线的速度和地址等参数。以下是一些常用的pyb.i2c函数：

• init(): 初始化I2C总线。
• send(): 发送数据到指定设备。
• recv(): 从指定设备接收数据。
• mem_write(): 将数据写入指定设备的指定寄存器。
• mem_read(): 从指定设备的指定寄存器读取数据。

pyb.i2c模块还提供了其他一些函数，可以根据需要进行调用。使用pyb.i2c模块，可以轻松地实现多种应用程序，例如温度传感器、加速度计和压力传感器等。

machine.i2c

machine.i2c是MicroPython中的一个类，用于控制I2C总线。它与pyb.i2c非常相似，但是machine.i2c更加通用，因为它不依赖于特定的硬件平台。

通过使用machine.i2c类，可以轻松地与其他设备进行通信，例如传感器、电机驱动器和显示屏等。与pyb.i2c相同，machine.i2c类也提供了一些常用的方法，例如read()和write()方法，用于读写数据。

以下是一些常用的machine.i2c方法：

• init(): 初始化I2C总线。
• readfrom(): 从指定设备读取数据。
• writeto(): 将数据写入指定设备。
• writeto_mem(): 将数据写入指定设备的指定寄存器。
• readfrom_mem(): 从指定设备的指定寄存器读取数据。

machine.i2c类还提供了其他一些方法，可以根据需要进行调用。使用machine.i2c类，可以轻松地实现多种应用程序，例如温度传感器、加速度计和压力传感器等。

I2C可用的传感器

下面是一些常用的基于I2C总线的传感器：

1. 温度传感器：例如DS18B20、LM75、TMP102、AM2320等。它们通常具有高精度和快速响应时间。
   

2. 加速度计：例如ADXL345、LSM303等。它们通常用于测量物体在X、Y、Z三个方向上的加速度。
   

3. 压力传感器：例如BMP180、BMP280等。它们通常用于测量大气压力和海平面高度等相关参数。
   

4. 光照传感器：例如TSL2561、BH1750等。它们通常用于监测环境中的光强度和亮度。
   

5. 湿度传感器：例如DHT11、DHT22、HTU21D等。它们通常用于测量周围环境的相对湿度和温度。
   

以上只是一些常见的I2C传感器，实际上，还有很多其他类型的传感器可以使用I2C进行通信，例如气体传感器、距离传感器、心率传感器等。
I2C总线具有通用性和可扩展性，可以灵活地满足各种不同应用的需求。