I2C

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2023-12-01

machine.I2C

machine.I2C 类是 machine 模块下面的一个硬件类，用于对 I2C 的配置和控制，提供对 I2C 设备的操作方法。

I2C 是一种用于设备间通信的两线协议。在物理层上，它由两根线组成：SCL 和 SDA ，即时钟和数据线。
I2C 对象被创建到一个特定的总线上，它们可以在创建时被初始化，也可以之后再来初始化。
打印 I2C 对象会打印出配置时的信息。

构造函数

在 RT-Thread MicroPython 中 I2C 对象的构造函数如下：

class machine.I2C(id= -1, scl, sda, freq=400000)

使用下面的参数构造并返回一个新的 I2C 对象：

id ：标识特定的 I2C 外设。如果填入 id = -1，即选择软件模拟的方式实现 I2C，这时可以使用任意引脚来模拟 I2C 总线，这样在初始化时就必须指定 scl 和 sda 。
软件 I2C 的初始化方式可参考软件 I2C 示例。
硬件 I2C 的初始化方式可参考硬件 I2C 示例。
scl : 应该是一个 Pin 对象，指定为一个用于 scl 的 Pin 对象。
sda : 应该是一个 Pin 对象，指定为一个用于 sda 的 Pin 对象。
freq ：应该是为 scl 设置的最大频率。

方法

I2C.init(scl, sda, freq=400000)

初始化 I2C 总线，参数介绍可以参考构造函数中的参数。

I2C.deinit()

关闭 I2C 总线。

I2C.scan()

扫描所有 0x08 和 0x77 之间的 I2C 地址，然后返回一个有响应地址的列表。如果一个设备在总线上收到了他的地址，就会通过拉低 SDA 的方式来响应。

I2C 基础方法

下面的方法实现了基本的 I2C 总线操作，可以组合成任何的 I2C 通信操作，如果需要对总线进行更多的控制，可以可以使用他们，否则可以使用后面介绍的标准使用方法。

I2C.start()

在总线上产生一个启动信号。（SCL 为高时，SDA 转换为低）

I2C.stop()

在总线上产生一个停止信号。（SCL 为高时，SDA 转换为高）

I2C.readinto(buf, nack=True)

从总线上读取字节并将他们存储到 buf 中，读取的字节数时 buf 的长度。在收到最后一个字节以外的所有内容后，将在总线上发送 ACK。在收到最后一个字节之后，如果 NACK 是正确的，那么就会发送一个 NACK，否则将会发送 ACK。

I2C.write(buf)

将 buf 中的数据接入到总线，检查每个字节之后是否收到 ACK，并在收到 NACK 时停止传输剩余的字节。这个函数返回接收到的 ACK 的数量。

I2C 标准总线操作

下面的方法实现了标准 I2C 主设备对一个给定从设备的读写操作。

I2C.readfrom(addr, nbytes, stop=True)

从 addr 指定的从设备中读取 n 个字节，如果 stop = True，那么在传输结束时会产生一个停止信号。函数会返回一个存储着读到数据的字节对象。

I2C.readfrom_into(addr, buf, stop=True)

从 addr 指定的从设备中读取数据存储到 buf 中，读取的字节数将是 buf 的长度，如果 stop = True，那么在传输结束时会产生一个停止信号。
这个方法没有返回值。

I2C.writeto(addr, buf, stop=True)

将 buf 中的数据写入到 addr 指定的的从设备中，如果在写的过程中收到了 NACK 信号，那么就不会发送剩余的字节。如果 stop = True，那么在传输结束时会产生一个停止信号，即使收到一个 NACK。这个函数返回接收到的 ACK 的数量。

内存操作

一些 I2C 设备充当一个内存设备，可以读取和写入。在这种情况下，有两个与 I2C 相关的地址，从机地址和内存地址。下面的方法是与这些设备进行通信的便利函数。

I2C.readfrom_mem(addr, memaddr, nbytes, *, addrsize=8)

从 addr 指定的从设备中 memaddr 地址开始读取 n 个字节。addrsize 参数指定地址的长度。返回一个存储读取数据的字节对象。

I2C.readfrom_mem_into(addr, memaddr, buf, *, addrsize=8)

从 addr 指定的从设备中 memaddr 地址读取数据到 buf 中，，读取的字节数是 buf 的长度。
这个方法没有返回值。

I2C.writeto_mem(addr, memaddr, buf, *, addrsize=8)

将 buf 里的数据写入 addr 指定的从机的 memaddr 地址中。这个方法没有返回值。

示例

软件模拟 I2C

>>> from machine import Pin, I2C
>>> clk = Pin(("clk", 29), Pin.OUT_OD)   # Select the 29 pin device as the clock
>>> sda = Pin(("sda", 30), Pin.OUT_OD)   # Select the 30 pin device as the data line
>>> i2c = I2C(-1, clk, sda, freq=100000) # create I2C peripheral at frequency of 100kHz
>>> i2c.scan()                        # scan for slaves, returning a list of 7-bit addresses
[81]                                  # Decimal representation
>>> i2c.writeto(0x51, b'123')         # write 3 bytes to slave with 7-bit address 42
3
>>> i2c.readfrom(0x51, 4)             # read 4 bytes from slave with 7-bit address 42
b'\xf8\xc0\xc0\xc0'
>>> i2c.readfrom_mem(0x51, 0x02, 1)   # read 1 bytes from memory of slave 0x51(7-bit),
b'\x12'                               # starting at memory-address 8 in the slave
>>> i2c.writeto_mem(0x51, 2, b'\x10') # write 1 byte to memory of slave 42,
                                      # starting at address 2 in the slave

硬件 I2C

需要先开启 I2C 设备驱动，查找设备可以在 msh 中输入list_device 命令。
在构造函数的第一个参数传入 0，系统就会搜索名为 i2c0 的设备，找到之后使用这个设备来构建 I2C 对象：

>>> from machine import Pin, I2C
>>> i2c = I2C(0)                      # create I2C peripheral at frequency of 100kHz
>>> i2c.scan()                        # scan for slaves, returning a list of 7-bit addresses
[81]                                  # Decimal representation

更多内容可参考 machine.I2C 。