中级
30 分钟

使用PI4MSD5V9547和TM4C129LNCZAD体验连接和控制多个I2C设备的自由

多路复用奇迹:完美的I2C设备管理!

I2C MUX 7 Click with Fusion for Tiva v8

已发布 6月 24, 2024

点击板

I2C MUX 7 Click

开发板

Fusion for Tiva v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

TM4C129LNCZAD

通过我们的多路复用器解决方案,轻松管理您的 I2C 设备网络,使其成为工程师和开发人员在项目中寻求高效可靠通信的必备工具。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C MUX 7 Click 基于 PI4MSD5V9547,这是一款低电压八通道双向翻译多路复用器,具有低电平有效的复位输入,通过德州仪器的 I2C 串行接口控制。主机 SCL/SDA 信号对被引导到八个通道 CH0-CH7,其中一次只能选择一个 SCL/SDA 通道,由可编程控制寄存器的内容决定。电路板在通电时默认连接到通道 0,允许主机与该通道上的下游设备立即通信。此 Click board™ 包含 Diodes Incorporated 的低压差线性稳压器 AP2112,为 PI4MSD5V9547 提供 1.8V 供电电压。当 IC 通电时,内部上电

复位 (POR) 将 PI4MSD5V9547 保持在复位状态,直到电源达到 POR 电压水平。此时,复位状态解除,PI4MSD5V9547 寄存器和 I2C 总线状态机初始化为默认状态(全部为零),导致所有通道取消选择。I2C MUX 7 Click 使用标准的 I2C 2 线接口与 MCU 通信,支持标准模式 (100 kHz) 和快速模式 (400 kHz) 操作。PI4MSD5V9547 具有 7 位从设备地址,前五个 MSB 固定为 1110。地址引脚 A0、A1 和 A2 由用户编程,确定从设备地址后三个 LSB 的值,可以通过板载标记为 ADDR SEL 的 SMD 跳线

选择,从而选择从设备地址的 LSB。除了内部上电复位 (POR) 功能外,该电路板还具有布线到 mikroBUS™ 插座 RST 引脚的低电平有效复位信号,用于从总线故障条件恢复。当此信号为低时,PI4MSD5V9547 将复位其寄存器以及 I2C 状态机,并取消选择所有通道。这个 Click board™ 可以通过 VCC SEL 跳线选择 3.3V 或 5V 逻辑电压电平,从而使 3.3V 和 5V 的 MCU 都能正确使用通信线路。此外,这个 Click board™ 配备了一个包含易于使用功能的库和一个可作为进一步开发参考的示例代码。

I2C MUX 7 Click top side image
I2C MUX 7 Click bottom side image

功能概述

开发板

Fusion for TIVA v8 是一款专为快速开发嵌入式应用的需求而特别设计的开发板。它支持广泛的微控制器,如不同的32位ARM® Cortex®-M基础MCUs,来自Texas Instruments,无论它们的引脚数量如何,并且具有一系列独特功能,例如首次通过WiFi网络实现的嵌入式调试器/程序员。开发板布局合理,设计周到,使得最终用户可以在一个地方找到所有必要的元素,如开关、按钮、指示灯、连接器等。得益于创新的制造技术,Fusion for TIVA v8 提供了流畅而沉浸式的工作体验,允许在任何情况下、任何地方、任何

时候都能访问。Fusion for TIVA v8开发板的每个部分都包含了使同一板块运行最高效的必要组件。一个先进的集成CODEGRIP程序/调试模块提供许多有价值的编程/调试选项,包括对JTAG、SWD和SWO Trace(单线输出)的支持,并与Mikroe软件环境无缝集成。此外,它还包括一个干净且调节过的开发板电源供应模块。它可以使用广泛的外部电源,包括电池、外部12V电源供应和通过USB Type-C(USB-C)连接器的电源。通信选项如USB-UART、USB HOST/DEVICE、CAN(如果MCU卡支持的话)和以

太网也包括在内。此外,它还拥有广受好评的 mikroBUS™标准,为MCU卡提供了标准化插座(SiBRAIN标准),以及两种显示选项,用于TFT板线产品和基于字符的LCD。Fusion for TIVA v8 是Mikroe快速开发生态系统的一个组成部分。它由Mikroe软件工具原生支持,得益于大量不同的Click板™(超过一千块板),其数量每天都在增长,它涵盖了原型制作和开发的许多方面。

Fusion for Tiva v8 horizontal image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

类型

8th Generation

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

1024

硅供应商

Texas Instruments

引脚数

212

RAM (字节)

262144

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PB6
RST
NC
NC
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
PB2
SCL
I2C Data
PB3
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

Click board™ 原理图

I2C MUX 7 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Fusion for Tiva v8作为您的开发板开始

Fusion for PIC v8 front image hardware assembly
GNSS2 Click front image hardware assembly
SiBRAIN for PIC32MZ1024EFK144 front image hardware assembly
GNSS2 Click complete accessories setup image hardware assembly
v8 SiBRAIN Access MB 1 - upright/background hardware assembly
Necto image step 2 hardware assembly
Necto image step 3 hardware assembly
Necto image step 4 hardware assembly
NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly
NECTO Output Selection Step Image hardware assembly
Necto image step 6 hardware assembly
Necto image step 7 hardware assembly
Necto image step 8 hardware assembly
Necto image step 9 hardware assembly
Necto image step 10 hardware assembly
Necto PreFlash Image 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

该库包含 I2C MUX 7 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cmux7_set_channel - 此功能激活所需通道并配置其从设备地址

  • i2cmux7_read_channel - 此功能读取当前选定的通道值

  • i2cmux7_generic_read - 此功能通过使用 I2C 串行接口从选定寄存器开始读取所需数量的数据字节

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 I2CMUX7 Click example
 *
 * # Description
 * This example demonstrates the use of I2C MUX 7 click board by reading the
 * device ID of a 6DOF IMU 11 and Compass 3 click boards connected to 
 * the channels 0 and 7 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 0 : 6DOF IMU 11 click [slave address: 0x0E; reg: 0x00; id: 0x2D],
 * Channel 7 : 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 "i2cmux7.h"

#define DEVICE0_NAME                "6DOF IMU 11 click"
#define DEVICE0_POSITION            I2CMUX7_CHANNEL_0
#define DEVICE0_SLAVE_ADDRESS       0x0E
#define DEVICE0_REG_ID              0x00
#define DEVICE0_ID                  0x2D

#define DEVICE1_NAME                "Compass 3 click"
#define DEVICE1_POSITION            I2CMUX7_CHANNEL_7
#define DEVICE1_SLAVE_ADDRESS       0x30
#define DEVICE1_REG_ID              0x2F
#define DEVICE1_ID                  0x0C

static i2cmux7_t i2cmux7;
static log_t logger;

void application_init ( void ) 
{
    log_cfg_t log_cfg;  /**< Logger config object. */
    i2cmux7_cfg_t i2cmux7_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.
    i2cmux7_cfg_setup( &i2cmux7_cfg );
    I2CMUX7_MAP_MIKROBUS( i2cmux7_cfg, MIKROBUS_1 );
    if ( I2C_MASTER_ERROR == i2cmux7_init( &i2cmux7, &i2cmux7_cfg ) ) 
    {
        log_error( &logger, " Communication init." );
        for ( ; ; );
    }
    
    i2cmux7_reset_device ( &i2cmux7 );
    
    log_info( &logger, " Application Task " );
}

void application_task ( void ) 
{
    uint8_t channel, device_id;
    if ( I2CMUX7_OK == i2cmux7_set_channel ( &i2cmux7, DEVICE0_POSITION, DEVICE0_SLAVE_ADDRESS ) )
    {
        if ( I2CMUX7_OK == i2cmux7_read_channel ( &i2cmux7, &channel ) )
        {
            log_printf( &logger, " --- Channel %u --- \r\n", ( uint16_t ) ( channel & I2CMUX7_CHANNEL_NUM_MASK ) );
        }
        if ( I2CMUX7_OK == i2cmux7_generic_read ( &i2cmux7, 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 ( I2CMUX7_OK == i2cmux7_set_channel ( &i2cmux7, DEVICE1_POSITION, DEVICE1_SLAVE_ADDRESS ) )
    {
        if ( I2CMUX7_OK == i2cmux7_read_channel ( &i2cmux7, &channel ) )
        {
            log_printf( &logger, " --- Channel %u --- \r\n", ( uint16_t ) ( channel & I2CMUX7_CHANNEL_NUM_MASK ) );
        }
        if ( I2CMUX7_OK == i2cmux7_generic_read ( &i2cmux7, 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 );
    }
}

void main ( void ) 
{
    application_init( );

    for ( ; ; ) 
    {
        application_task( );
    }
}

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

额外支持

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