Интерфейс i2c Ардуино, сканер i2c шины (scl sda)

I2C Arduino (i2c — Inter-Integrated Circuits) — это протокол последовательной связи по двум линиям связи. Эти линии также называются: шина SDA (последовательные данные) и шина SCL (последовательный тактовый генератор). Порты SDA и SCL Ардуино подтягиваются к шине питания микроконтроллера через резисторы. Рассмотрим, что такое шина i2c Arduino Nano и как подключить к плате Ардуино несколько устройств по интерфейсу i2c.

Дополнительные материалы на эту тему:

1. Подключение устройств по шине SPI к Arduino
2. Порты коммуникации на Arduino Uno, Nano, Mega
3. Язык программирования Ардуино C++

Микроконтроллеры Arduino используют два контакта для работы i2c. В Arduino Uno и Nano линия SDA соответствует аналоговому порту A4, а SCL — аналоговому порту A5. В Ardunio Mega линия SDA — это 20 вывод, а линия SCL — 21 вывод. Чтобы облегчить работу с шиной i2c и обмен данными между устройствами, для IDE Arduino написана стандартная библиотека Wire (скачивать и устанавливать библиотеку не требуется).

Протокол интерфейс i2c Ардуино: описание

Каждому устройству при подключении к микроконтроллеру по протоколу i2c присваивается уникальный адрес (можно подключить до 127 устройств). Изменить адрес устройства на шине невозможно, так как он встроен в микросхему. Часто производители модулей предлагают возможность изменения адреса устройства в небольшом диапазоне, что позволяет подключить к шине iic Arduino несколько одинаковых устройств одновременно.

I2C scanner Arduino (сканер шины i2c)

Следующая программа позволяет узнать адреса всех устройств, подключенных к шине i2c. Если устройство не было подключено или подключено неправильно, на мониторе порта появится сообщение о том, что устройство не найдено. Вместо дисплея можно подключить любое устройство, поддерживающее связь с микроконтроллером по протоколу iic — модуль часов реального времени DS1302, датчик атмосферного давления BMP180 и т.д.

Скетч для сканирования шины I2C Arduino

#include "Wire.h"
 
void setup(){
   Wire.begin();    
   Serial.begin(9600);
} 
 
void loop(){
   byte error, address;
   int nDevices;
 
   Serial.println("Scanning...");
 
   nDevices = 0;
   for(address = 8; address < 127; address++ ){
      Wire.beginTransmission(address);
      error = Wire.endTransmission();
 
       if (error == 0){
          Serial.print("I2C device found at address 0x");
          if (address < 16)
             Serial.print("0");
             Serial.print(address,HEX);
             Serial.println(" !");
             nDevices++;
       }

       else if (error == 4) {
           Serial.print("Unknow error at address 0x");
           if (address < 16)
              Serial.print("0");
           Serial.println(address,HEX);
      } 
   }
   if (nDevices == 0)
      Serial.println("No I2C devices found\n");
   else
      Serial.println("done\n");
 
   delay(5000);
}

Подключение несколько устройств к шине i2c Ардуино

В следующем примере два устройства: дисплей 1602 и модуль часов времени будут подключены к шине IIC. После сборки схемы можно провести предварительное сканирование шины, используя программу, размещенную выше. Адреса всех устройств различны, и можно изменить только iic адрес жк дисплея 1602 i2c. Для остальных устройств адреса «жестко привязаны» и используются в библиотеках по умолчанию.

Скетч несколько устройств на i2c, scanner i2c шины

#include "Wire.h"
#include "LiquidCrystal_I2C.h"
LiquidCrystal_I2C LCD(0x27,16,2);
 
#include "iarduino_RTC.h"
iarduino_RTC time (RTC_DS1307);           // DS1307 i2C
// iarduino_RTC time (RTC_DS3231);        // DS3231 i2C

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  LCD.init();
  LCD.backlight();
  time.begin();
  // 0  sec, 30 min, 18 hour, 2 date, january, 2022, wed
  time.settime(0, 30, 18, 2, 1, 22, 0);
}

void loop() {
  // выводим время 1 раз в секунду
  if (millis() % 1000 == 0) {
     Serial.println(time.gettime("d-m-Y, H:i:s, D"));

     LCD.setCursor(0,0);
     LCD.print(time.gettime("d M Y, D"));
     LCD.setCursor(4,1);
     LCD.print(time.gettime("H:i:s"));
  }
}

Заключение. Мы исследовали возможность подключения нескольких i2c устройств к плате Ардуино, что будет полезно знать при разработке различных DIY проектов. Например, метеостанции на Ардуино с дисплеем и датчиком давления. Если у вас остались вопросы о сканере шины i2c или о подключении нескольких периферийных устройств по этому протоколу, не стесняйтесь оставлять их в комментариях к этой статье.