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使用最少引脚的多设备通信

星星科技指导员 来源:嵌入式计算设计 作者:Jeremy S. Cook 2022-06-27 15:37 次阅读

I 2 C 也经常拼写为 I2C,并且(很少)扩展为完整的“内部集成电路”绰号,是飞利浦半导体(现为 NXP)于 1982 年发明的设备到设备通信协议。

从那时起,I2C 一直用于计算设备及其外围设备之间的通信,并且自 2006 年 10 月 6 日起,它可以免费实施,无需支付任何许可费用。

该系统使用起来非常简单,只需要两个或多个设备之间的 SDA(串行数据)和 SCL(串行)时钟线,以及一个上拉电阻器以保持线路正常高电平。在最基本的用法中,您可能有一个 I2C 设备,例如 Arduino 板,充当主设备(控制器),而单个从设备(外围设备)设置为在发出请求时发出信号甚至发回数据。

我已经在许多设置中使用此接口进行基本的一对一通信——例如我的JC Pro Macro 计算机输入设备上的显示——但实际上大量设备可以使用单个总线来传递消息。 该协议包括一个寻址字节,随后传输附加数据。128 个设备通常可以通过 7 个寻址位来访问,因为第 8 位用于指示是否要启动读取或写入操作。

这是对协议工作原理的非常详细的介绍,如果您想深入了解,TI 在此处更深入地解释了详细信息。通过 i2c-bus.org还可以获得大量信息。从概念的角度来看,这是一项有趣的技术,但如果您只是想让事情正常运行,好消息是使用它的许多细节都可以通过预先编写的库来处理。

为什么选择 I2C?

如前所述,I2C 的最大优势在于其接线简单,同时仍允许在多个设备之间进行通信。另一种选择是 SPI,它速度更快,能够进行一对多传输,但需要四根线。RS-232 就其本身而言,甚至比 I2C 更简单,因为它不需要上拉电阻,但只能进行一对一通信。值得注意的是,许多 I2C 设备已经包含上拉电阻,因此在这种情况下,您甚至不必添加额外的组件。

人们可能还听说过TWI(双线接口)和SMBus(系统管理总线)这两个术语,它们都是 I2C 的子集。I2C 横幅中还有多种样式,具有不同的功能,包括 8 位和 10 位寻址方案以及从 100kbit/s 到 3.2Mbit/s 的时钟速度。好消息是,经过 39 年的开发和标准化,如果你有一个类似 I2C 的设备,并且你把它扔到总线上,它很有可能会工作。在基于 Arduino 的系统的上下文中,传输是通过预定义引脚上的Wire 库处理的,这使得这更加简单。

Arduino I2C 示例

如上图所示,JC Pro Macro 2可以在其 I2C 引脚上安装 OLED 显示器以获取用户反馈,这些引脚从其“Arduino” Pro 微控制器上的引脚 2 (SDA) 和 3 (SCL) 断开。此处的设置主要是从 Adafruit ssd1306 库示例中复制/粘贴的。我设计了这个设备,我必须做的一个更改是将第 36 行从 0x3D 更改为 0x3C,因为我使用的 eBay 购买的屏幕地址与Adafruit 销售的不同。

poYBAGK5XqSAXGp0AADXCgBm1uc924.png

在研究本文时,我将 Adafruit 示例代码(地址更改)直接加载到控制我的键盘的 Pro Micro 上。没有任何进一步的修改,它开始在屏幕上显示 Adafruit 示例。请注意,上面显示的代码中的第 35 行不是问题,即使我没有连接复位引脚。不管是不是这个结果,在开发板重置后似乎确实需要一段时间才能重新开始工作,但这通常不是什么大问题。如前所述,如果您的地址正确,一切似乎都可以正常工作。

I2C 扫描仪:轻松获取正确的 I2C 地址

pYYBAGK5Xq2AcY9HAAF8z3r0lTk737.png

如果您没有正确的地址,一切都不会丢失,并且您不必在在线论坛上闲逛和/或猜测。使用这款 Arduino I2C 扫描仪实际上很容易找到。要安装,只需在 Arduino IDE 库管理器中搜索i2c 扫描仪。将执行示例代码加载到您的开发板上并打开您的串行监视器。如果您有任何 I2C 设备连接到您的 Arduino,它们的地址将通过串行监视器显示。这是一个肯定可以节省大量挫败感的工具

可以用了!

虽然这个简短的概述应该让您开始您的 I2C 之旅,但仍有大量的设备和技术可供探索。I2C 是一种在设备与设备之间以合理速度进行通信的好方法,适用于许多应用程序,同时使用最少的 GPIO 引脚。

审核编辑:郭婷

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    LFPAK超快速整流器采用紧凑的热效封装,可提供快速开关性能和软恢复。 LFPAK封装是DPAK的绝佳替代产品,其封装性能几乎与电路板空间的一半不相同。它的低调使其成为平板显示器和垂直间隙有限的其他应用的理想选择。该器件在整个温度范围内具有低泄漏,因此非常适合需要低静态电流的应用 特性 新软件包提供检查和探测AfterBoard安装功能 低正向压降 175°C工作结温 吸收与PowerTemperature Cycling相关的应力的卓越能力...
    发表于 08-04 01:02 452次 阅读

    NHP420LFS 采用LFPAK封装的4 A 200 V平面超快速整流器

    LFPAK超快速整流器采用紧凑的热效封装,可提供快速开关性能和软恢复。 LFPAK封装是DPAK的绝佳替代产品,其封装性能几乎与电路板空间的一半不相同。它的低调使其成为平板显示器和垂直间隙有限的其他应用的理想选择。该器件在整个温度范围内具有低泄漏,因此非常适合需要低静态电流的应用 特性 新软件包提供检查和探测AfterBoard安装功能 低正向压降 175°C工作结温 吸收与PowerTemperature Cycling相关的应力的卓越能力 汽车和其他应用的NRV前缀需要独特的站点和控制变更要求; AEC-Q101Qualified和PPAP Capable 这些器件无铅,无卤素/ BFR,符合RoHS标准 应用 空间受限汽车应用中DPAK的优秀替代方案 高温操作的极低泄漏 紧凑型便携式消费类应用中的输出整流 与感应负载一起使用的续流二极管 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 08-04 01:02 465次 阅读

    NLPS591 用于显示器的完全可配置的端口伴侣

    1是一款可完全配置的显示应用程序端口伴侣。该器件支持4种外部可选模式:(1)4通道自动检测逻辑电平转换器模式,(2)CRT模式,(3)HDMI模式和(4)DisplayPort(DP)模式。该设备为连接的显示器提供可切换的电源,并为不同的显示模式提供必要的电平转换。它还在连接器侧提供高级ESD保护。 特性 支持的模式:4通道逻辑电平转换器(LT)模式; CRT模式; HDMI模式; DisplayPort(DP)模式 宽VCCA工作范围:1.65 V至5.5 V 宽VIN范围:3.0至5.5 V(电源模式); 1.65 V至5.5 V(电平转换器模式) 低RDSON负载开关:300 m @ VIN = 3.3 V 负载开关的软启动控制 提供保护:过流,过压,反向驱动 电源负载开启时消耗:...
    发表于 08-01 03:02 386次 阅读

    FSA642S 低功耗三端口 高速MIPI开关

    S是一款双向,低功耗,高速模拟开关。引脚输出旨在简化差分信号布局,并配置为三极双掷开关(TPDT)。 FSA642S针对两台MIPI设备(如摄像机或LCD显示器和板载多媒体应用处理器(MAP))之间的切换进行了优化.FSA642S兼容移动行业处理器接口(MIPI)的要求。低电容设计允许FSA642S切换频率超过500 MHz的信号。卓越的通道间串扰抗扰度可最大限度地减少干扰,并允许传输高速差分信号和单端信号,如MIPI规范所述。 特性 低导通电容:典型值7.0 pF 低导通电阻:典型值7.0Ω 宽-3db带宽:1 GHz典型 24导联UQFN(2.5 x 3.4 mm)封装 8 kV ESD额定值; > 16 kV电源/ GND ESD额定值 终端产品 手机双摄像头应用 手机,数码相机显示器和取景器的双LCD应用 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 08-01 02:02 349次 阅读

    NCV8501 LDO稳压器 150 mA

    1是一系列精密微功率稳压器,具有150mA输出电流能力。该系列具有可调节,2.5 V,3.3 V,5.0 V,8.0 V和10 V的输出电压选项,精度在±2.0%之内。满载时,最大压差达到0.6 V. 低静态电流是一种功耗仅为90μA,负载为100μA的特性。该部件适用于所有电池供电的微处理器设备。 微处理器控制逻辑包括一个有效的RESET(带DELAY)和一个标志监视器,可用于向微处理器提供可能即将发生的RESET信号的预警信号。使用标志监视器允许微处理器在RESET关闭微处理器之前完成任何信号处理。有源RESET电路在低至1.0 V的输出电压下正常工作。上电期间RESET功能被激活如果输出电压超出调节限值,则在顺序或正常运行期间。 调节器可防止电池反接,短路和热过载。该器件可承受负载突降瞬变,使其适用于汽车环境。 特性 优势 输出电压选项:可调,2.5 V,3.3 V,5.0 V,8.0 V,10 V,精度+/- 2%/输出电流150mA 严格的监管限制 使用可调延迟复位进行复位 MPU控制 - 设计灵活性 启用 降低静态电流关闭,允许低待机电池耗尽 通过标志/显示器引线或通用比较器预警 系统优势和设计灵活性...
    发表于 07-30 15:02 475次 阅读
    NCV8501 LDO稳压器 150 mA

    LC75760UJA LED驱动器 12通道 恒流

    0UJA是12通道LED驱动器,具有移位寄存器电路(串行输入,串联/并联输出),锁存电路,恒流输出型LED驱动器。它可用于照明,背光LED,仪表板警示灯等显示。该LSI具有6ch PWM(脉冲宽度调制)功能,可以对LED进行亮度调节。此外,内置热保护功能和开路/短路/相邻输出短路检测功能。 特性 最高12-ch的LED驱动器输出可以驱动LED直接 - 绝对最大额定值6.8 V,最大工作电压6.3 V - 绝对最大额定值60 mA,最大工作电流50 mA - 输出电流调节功能(256步) - 打开/短路/相邻输出短路检测功能 - 压摆率限制开关功能 串行数据通信支持4-线路串行格式 - 支持3.3 V和5.0 V操作 - 最高工作频率2 MHz 内置6ch PWM功能,用于LED的亮度调节 - 分辨率为128,256,512或1024步 - PWM帧频率可由串行数据控制 建成-in热保护功能(125°C:自动调节PWM,150ºC:强制关闭所有LED) 提供ERR输出引脚(125°C温度异常,开路/短路/相邻输出短路异常,LED上拉电源电压异常,外部电阻异常,基本时钟异常,复位动作) 为LSI内部初始化提供RES引脚和内置电压检测类型复位电路(VDET)...
    发表于 07-30 11:02 293次 阅读

    NCP3334 LDO稳压器 500 mA 低Iq

    4是一款高性能,低压差(LDO)线性稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于小至1.0μF的任何类型的电容器都是稳定的。 NCP3334提供反向偏置保护。 特性 线路和负载的高精度(25°C时±0.9%) 500 mA时最大340 mV的低压差电压 38μVrms的低噪声 低关断电流(0.07μA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 当前限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器均可稳定,包括MLCC 没有稳定性所需的最小输出电流 这是无铅设备 应用 PCMCIA卡 手机 Camcoders and Cameras 网络系统,DSL /电缆调制解调器 有线电视机顶盒 MP3 / CD播放器 显示器和监视器 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 10:02 291次 阅读
    NCP3334 LDO稳压器 500 mA 低Iq

    NCP4586 LDO稳压器 150 mA 高PSRR 低噪声

    6是一款CMOS 150 mA线性低压差稳压器,具有低噪声,高纹波抑制,低压差,高输出电压精度和低电源电流。该器件提供三种配置:启用高电平,启用低电平,并在输出端启用高电平和自动放电电路。 NCP4586具有固定输出电压版本,范围为1.2 V至5.0 V,增量为100 mV。它有三种封装可供选择:1mm x 1mm UDFN,SOT82-AB和SOT23-5。有关使能,输出电压和封装的具体配置,请联系您当地的销售办事处。 特性 优势 工作输入电压范围:1.7 V至6.5 V 非常适合电池供电的应用 输出电压范围:1.2 V至5.0 V(步长为0.1 V) 联系当地销售办事处用于自定义电压选项 1%输出电压精度(VOUT> 2 V,TJ = 25C) 目前的折返保护 高PSRR:1 kHz时为80 dB 低压差:320 mV典型值。 150 mA 应用 终端产品 后置电源电压处理器,FPGA,DSP的监管 负载点电压调节 噪声滤波 相机,MP3播放器,便携式摄像机 便携式电话 机顶盒,游戏机,DVR 硬盘驱动器,显示器 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 10:02 292次 阅读

    NCP3335A LDO稳压器 500 mA 超高精度

    5A是一款高性能,低静态电流低压差(LDO)线性稳压器。它具有±0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于小至1.0μF的任何类型的电容器都是稳定的。 NCP3335A LDO线性稳压器还配备了感应和降噪引脚,以提高器件的整体实用性。 NCP3335A提供反向偏置保护。 特性 线路和负载的高精度(25°C时±0.9%) 满载时的UltraLow压降电压(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 Vrms w / 10 nF Cnr和51 Vrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07μA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 当前限制 稳定性仅需1.0μF输出电容 任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5V,1.8V,2.5 V,2.8V,2.85 V,3.0V,3.3 V,5.0 V和可调输出电压 这些是无铅设备 应用 手机 Camcoders and Cameras 网络系统,DSL /电缆调制解调器 PCMCIA卡 Cable SetTop Box MP3 / CD播放器 ...
    发表于 07-30 10:02 1223次 阅读
    NCP3335A LDO稳压器 500 mA 超高精度

    LV5980MD 降压转换器 开关稳压器 1通道

    MD是1ch DCDC转换器,内置功率Pch MOSFET。推荐的工作范围为4.5V至23V。最大电流为3A。工作电流约为63μA,功耗低。 特性 1ch SBD整流DCDC转换器IC,内置功率Pch MOSFET 轻载模式电流的典型值为63μA 4.5V至23V工作输入电压范围 100mΩ高端开关 输出电压可调至1.235V 振荡频率为370kHz ON / OFF功能 使用P-by-P​​方法的内置OCP电路 当连续生成P-by-P​​时,它会转移到HICCUP操作 外部电容软启动 欠压锁定,t hermal shutdown 应用 终端产品 负载点DC / DC转换器 机顶盒 DVD /蓝光™驱动程序和硬盘 液晶显示器和电视 办公设备 POS系统 白色家电 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-30 00:02 254次 阅读

    LV52117QA 用于LCD面板的双输出DC-DC转换器

    7是一款高电流双输出DC-DC转换器,可产生正电压和负电压。 LV52117特别适用于LCD显示器等电源应用。 特性 集成1.5MHz同步升压和逆变器转换器 2.75V至4.6V输入电压范围 4.6V至5.8V可调正输出(VDCO1) -5.8V至-4.6V可调负输出(VDCO2) 输出电流高达100mA 脉冲跳跃模式低负载条件 过流/短路保护 终端产品 液晶面板 电路图、引脚图和封装图
    发表于 07-30 00:02 484次 阅读

    NCV8535 LDO稳压器 500 mA 低Iq 超高精度 带使能

    5低静态电流低压降(LDO)线性稳压器是一款高性能LDO稳压器。它具有+/- 0.9%的线路和负载精度以及超低静态电流和噪声,涵盖了当今消费类电子产品所需的所有必要功能。这种独特的器件保证在没有最小负载电流要求的情况下保持稳定,并且对于任何类型的小至1.0 uF的电容器都是稳定的。 NCV8535还配备了感应和降噪引脚,以提高设备的整体实用性。 NCV8535提供反向偏压保护。 特性 线路和负载的高精度(25℃时+/- 0.9%) 满载时的超低压降(典型值260 mV) 稳定性无最小输出电流 低噪声(31 uVrms) w / 10 nF Cnr和51 uVrms w / out Cnr) 低关断电流(0.07 uA) 反向偏向保护 2.6 V至12 V电源范围 热关断保护 目前的限制 仅需1.0 uF输出电容以确保稳定性 使用任何类型的电容器(包括MLCC)均可稳定 提供1.5 V,1.8 V,1.9V,2.5 V,2.8 V,2.85 V,3.0 V,3.3 V,3.5V,5.0 V和可调输出电压 应用 终端产品 汽车音响和信息娱乐 汽车配件 汽车仪表盘 汽车相机显示器 汽车仪表板电子产品 汽车 工业 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 22:02 279次 阅读

    NCP81231 降压控制器 USB供电和C型应用

    31 USB供电(PD)控制器是一款针对USB-PD C型解决方案进行了优化的同步降压控制器。它们是扩展坞,车载充电器,台式机和显示器应用的理想选择。 NCP81231采用I2C接口,可与uC连接,以满足USB-PD时序,压摆率和电压要求。 NCP81231工作在4.5V至28V 特性 优势 I2C可配置性 允许电压曲线,转换速率控制,定时等 带驱动程序的同步降压控制器 提高效率和使用标准mosfet 符合USB-PD规范 支持usb-pd个人资料 过压和过流保护 应用 终端产品 USB Type C 网络配件 消费者 停靠站 车载充电器s 网络中心 桌面 电路图、引脚图和封装图...
    发表于 07-29 19:02 673次 阅读