初学者
10 分钟

使用 TPT29546A 和 PIC32MZ2048EFM100 扩展 I2C 总线至四个独立通道

具备复位功能的四通道 I2C 开关

I2C MUX 8 Click with Curiosity PIC32 MZ EF

已发布 3月 26, 2025

点击板

I2C MUX 8 Click

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC32MZ2048EFM100

扩展 I2C 通信,提供 四个独立通道,适用于 工业自动化、电信路由器和多设备系统,确保高效的数据传输和可靠的总线管理

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C MUX 8 Click 基于 3PEAK 的 TPT29546A,这是一款带复位功能的四通道 I2C 开关。该双向转换开关允许单个上游 I2C 总线(SCL/SDA 对)扩展为四个独立的下游通道。通过可编程寄存器控制通道选择,使其在需要多个 I2C 设备同时运行且无干扰的应用中具备高度灵活性。I2C MUX 8 Click 是一种特别适用于多个 I2C 设备共存而无需地址冲突的解决方案,常见于服务器、存储解决方案、电信交换设备(如路由器)以及工业自动化系统。此外,它也是需要多个相同 I2C 设备(如温度传感器)的产品的理想选择,可

确保复杂嵌入式系统中的高效且无冲突运行。I2C MUX 8 Click 通过标准 I2C 2 线接口与 MCU 进行通信,支持标准模式(100 kHz)和快速模式(400 kHz)操作。TPT29546A 具有 7 位 I2C 地址,前五位 MSB 固定为 1110。地址引脚 A0、A1 和 A2 由用户编程,决定 I2C 地址的后三位 LSB,可通过板载 SMD 跳线 ADDR SEL 进行选择,从而配置 I2C 地址。TPT29546A 的一项重要功能是其内置的恢复机制。如果任意下游 I2C 总线陷入低电平状态,低电平复位功能(RST 引脚)可用于恢复正常运行。将 RST

 引脚拉低后,内部 I2C 状态机将被重置,所有通道都会取消选择。此外,该器件还包含内部上电复位功能,确保在启动时复位所有通道至默认状态,从而保证稳定运行。该 Click 板™ 可通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压,使其能够与 3.3V 和 5V 兼容的 MCU 正确通信。此外,该 Click 板™ 配备了易于使用的功能库和示例代码,可作为进一步开发的参考。

I2C MUX 8 Click hardware overview image

功能概述

开发板

Curiosity PIC32 MZ EF 开发板是一个完全集成的 32 位开发平台,特点是高性能的 PIC32MZ EF 系列(PIC32MZ2048EFM),该系列具有 2MB Flash、512KB RAM、集成的浮点单元(FPU)、加密加速器和出色的连接选项。它包括一个集成的程序员和调试器,无需额外硬件。用户可以通过 MIKROE 

mikroBUS™ Click™ 适配器板扩展功能,通过 Microchip PHY 女儿板添加以太网连接功能,使用 Microchip 扩展板添加 WiFi 连接能力,并通过 Microchip 音频女儿板添加音频输入和输出功能。这些板完全集成到 PIC32 强大的软件框架 MPLAB Harmony 中,该框架提供了一个灵活且模块化的接口

来应用开发、一套丰富的互操作软件堆栈(TCP-IP、USB)和易于使用的功能。Curiosity PIC32 MZ EF 开发板提供了扩展能力,使其成为连接性、物联网和通用应用中快速原型设计的绝佳选择。

Curiosity PIC32MZ EF double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

PIC32

MCU 内存 (KB)

2048

硅供应商

Microchip

引脚数

100

RAM (字节)

524288

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
RA9
RST
ID COMM
RPD4
CS
NC
NC
SCK
NC
NC
MISO
NC
NC
MOSI
Power Supply
3.3V
3.3V
Ground
GND
GND
NC
NC
PWM
NC
NC
INT
NC
NC
TX
NC
NC
RX
I2C Clock
RPA14
SCL
I2C Data
RPA15
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

I2C MUX 8 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Curiosity PIC32 MZ EF作为您的开发板开始。

Curiosity PIC32MZ EF front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
Board mapper by product7 hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
Necto image step 5 hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Curiosity PIC32 MZ EF MCU Step hardware assembly
Necto No Display image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Debug Image Necto Step hardware assembly

实时跟踪您的结果

应用程序输出

1. 应用程序输出 - 在调试模式下,“应用程序输出”窗口支持实时数据监控,直接提供执行结果的可视化。请按照提供的教程正确配置环境,以确保数据正确显示。

2. UART 终端 - 使用UART Terminal通过USB to UART converter监视数据传输,实现Click board™与开发系统之间的直接通信。请根据项目需求配置波特率和其他串行设置,以确保正常运行。有关分步设置说明,请参考提供的教程

3. Plot 输出 - Plot功能提供了一种强大的方式来可视化实时传感器数据,使趋势分析、调试和多个数据点的对比变得更加直观。要正确设置,请按照提供的教程,其中包含使用Plot功能显示Click board™读数的分步示例。在代码中使用Plot功能时,请使用以下函数:plot(insert_graph_name, variable_name);。这是一个通用格式,用户需要将“insert_graph_name”替换为实际图表名称,并将“variable_name”替换为要显示的参数。

软件支持

库描述

I2C MUX 8 Click 演示应用程序使用 NECTO Studio开发,确保与 mikroSDK 的开源库和工具兼容。该演示设计为即插即用,可与所有具有 mikroBUS™ 插座的 开发板、入门板和 mikromedia 板完全兼容,用于快速实现和测试。

示例描述
本示例演示了 I2C MUX 8 Click 板的使用方式,通过 读取连接到通道 1 和通道 4 的 6DOF IMU 11 Click 和 Compass 3 Click 板的设备 ID,展示 多通道 I2C 设备管理 的功能。

关键功能:

  • i2cmux8_cfg_setup - 初始化 Click 版的配置结构,设置默认参数。

  • i2cmux8_init - 初始化所有必要的引脚和外设,确保 Click 板正常工作。

  • i2cmux8_set_channel - 选择当前活动的 I2C 通道,并更新相应的从设备地址。

  • i2cmux8_read_channel - 读取当前选定的 I2C 通道编号。

  • i2cmux8_i2c_read_reg - 从当前活动的 I2C 从设备的特定寄存器读取数据。

应用初始化
初始化驱动程序,并重置 I2C MUX 8 Click 设备。

应用任务
读取连接的 Click 板的设备 ID。通道 1 : 6DOF IMU 11 Click [从设备地址: 0x0E; 寄存器: 0x00; 设备 ID: 0x2D], 通道 4 : Compass 3 Click [从设备地址: 0x30; 寄存器: 0x2F; 设备 ID: 0x0C]。所有数据都会记录在 USB UART 上,用户可以在终端上查看设备 ID。

开源

代码示例

完整的应用程序代码和一个现成的项目可以通过NECTO Studio包管理器直接安装到NECTO Studio 应用程序代码也可以在MIKROE的GitHub账户中找到。

/*!
 * @file main.c
 * @brief I2C MUX 8 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of I2C MUX 8 Click board by reading the
 * device ID of a 6DOF IMU 11 and Compass 3 Click boards connected to 
 * the channels 1 and 4 respectfully.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 *
 * ## Application Init
 * Initializes the driver and resets the device.
 *
 * ## Application Task
 * Reads the device ID of the connected Click boards.
 * Channel 1 : 6DOF IMU 11 Click [slave address: 0x0E; reg: 0x00; id: 0x2D],
 * Channel 4 : Compass 3 Click   [slave address: 0x30; reg: 0x2F; id: 0x0C].
 * All data is being logged on the USB UART where you can check the device ID.
 *
 * @author Stefan Filipovic
 *
 */

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cmux8.h"

#define DEVICE0_NAME                "6DOF IMU 11 Click"
#define DEVICE0_POSITION            I2CMUX8_CHANNEL_1
#define DEVICE0_SLAVE_ADDRESS       0x0E
#define DEVICE0_REG_ID              0x00
#define DEVICE0_ID                  0x2D

#define DEVICE1_NAME                "Compass 3 Click"
#define DEVICE1_POSITION            I2CMUX8_CHANNEL_4
#define DEVICE1_SLAVE_ADDRESS       0x30
#define DEVICE1_REG_ID              0x2F
#define DEVICE1_ID                  0x0C

static i2cmux8_t i2cmux8;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    i2cmux8_cfg_t i2cmux8_cfg;  /**< Click config object. */

    /** 
     * Logger initialization.
     * Default baud rate: 115200
     * Default log level: LOG_LEVEL_DEBUG
     * @note If USB_UART_RX and USB_UART_TX 
     * are defined as HAL_PIN_NC, you will 
     * need to define them manually for log to work. 
     * See @b LOG_MAP_USB_UART macro definition for detailed explanation.
     */
    LOG_MAP_USB_UART( log_cfg );
    log_init( &logger, &log_cfg );
    log_info( &logger, " Application Init " );

    // Click initialization.
    i2cmux8_cfg_setup( &i2cmux8_cfg );
    I2CMUX8_MAP_MIKROBUS( i2cmux8_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == i2cmux8_init( &i2cmux8, &i2cmux8_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    i2cmux8_reset_device ( &i2cmux8 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t channel = 0, device_id = 0;
    if ( I2CMUX8_OK == i2cmux8_set_channel ( &i2cmux8, DEVICE0_POSITION, DEVICE0_SLAVE_ADDRESS ) )
    {
        if ( I2CMUX8_OK == i2cmux8_read_channel ( &i2cmux8, &channel ) )
        {
            log_printf( &logger, " --- Channel %u --- \r\n", ( uint16_t ) channel );
        }
        if ( I2CMUX8_OK == i2cmux8_i2c_read_reg ( &i2cmux8, DEVICE0_REG_ID, &device_id, 1 ) )
        {
            log_printf( &logger, " %s - Device ID: 0x%.2X \r\n\n", ( char * ) DEVICE0_NAME, ( uint16_t ) device_id );
        }
        Delay_ms ( 1000 );
    }
    if ( I2CMUX8_OK == i2cmux8_set_channel ( &i2cmux8, DEVICE1_POSITION, DEVICE1_SLAVE_ADDRESS ) )
    {
        if ( I2CMUX8_OK == i2cmux8_read_channel ( &i2cmux8, &channel ) )
        {
            log_printf( &logger, " --- Channel %u --- \r\n", ( uint16_t ) channel );
        }
        if ( I2CMUX8_OK == i2cmux8_i2c_read_reg ( &i2cmux8, DEVICE1_REG_ID, &device_id, 1 ) )
        {
            log_printf( &logger, " %s - Device ID: 0x%.2X \r\n\n", ( char * ) DEVICE1_NAME, ( uint16_t ) device_id );
        }
        Delay_ms ( 1000 );
    }
}

int main ( void ) 
{
    /* Do not remove this line or clock might not be set correctly. */
    #ifdef PREINIT_SUPPORTED
    preinit();
    #endif
    
    application_init( );
    
    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }

    return 0;
}

// ------------------------------------------------------------------------ END

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