使用 TCA9543A 和 PIC18LF24K50 轻松切换和复用 I2C 信号

简化 I2C 连接

已发布 6月 24, 2024

点击板

I2C MUX 4 Click

开发板

EasyPIC v8

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

PIC18LF24K50

提升您的I2C通信能力，并通过我们的I2C多路复用器解决方案释放连接设备的全部潜力。

硬件概览

它是如何工作的？

I2C MUX 4 Click基于德州仪器的TCA9543A，这是一款双通道、双向翻译的I2C开关。主SCL/SDA信号对被引导至从设备的两个通道SC0/SD0 - SC1/SD1，其中任意单个通道或两个通道都可以通过可编程控制寄存器进行选择。TCA9543A支持中断信号，主设备可以检测到来自连接到输出I2C通道引脚的从设备的任何中断。它通过一个8位控制寄存器进行I2C控制，其中第1和第0位控制两个开关通道的启用和禁用，它支持复位功能、热插拔，并且在上电时所有开关通道都取消选择。此Click板™包

括一个由Diodes Incorporated提供的低压差线性稳压器AP7331，为TCA9543A提供2.45V的供电电压。当TCA9543APWR首次开启或设备需要通过循环电源进行重置时，必须遵循上电复位要求以确保I2C总线逻辑正确初始化。TCA9543APWR还可以通过使用上电复位功能在出现故障或数据损坏时恢复到默认状态。I2C MUX 4 Click使用标准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。TCA9543A生成一个可编程中断信号，路由到mikroBUS™的INT引脚，用

于主设备检测来自连接到输出I2C通道引脚的从设备的任何中断。它还具有两个地址引脚，允许选择其I2C从设备地址的最低有效位（LSB），可以通过标记为ADDR SEL的SMD跳线进行选择，以及路由到mikroBUS™插座的RST引脚的复位功能，用于从总线故障状态恢复TCA9543A。此Click板™可以通过VCC SEL跳线选择3.3V或5V逻辑电压水平运行。这样，3.3V和5V的MCU都可以正确使用通信线。此外，此Click板™配备了一个包含易于使用的函数和示例代码的库，可用作进一步开发的参考。

功能概述

开发板

EasyPIC 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。它支持许多高引脚计数的8位PIC微控制器，来自Microchip，无论它们的引脚数量如何，并且具有一系列独特功能，例如首次集成的调试器/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，EasyPIC 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。

EasyPIC 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。除了先进的集成CODEGRIP程序/调试模块，该模块提供许多有价值的编程/调试选项和与Mikroe软件环境的无缝集成外，该板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 DEVICE和CAN也包括在内，包括广受好评的mikroBUS™标准、两种显示选项（图形和

基于字符的LCD）和几种不同的DIP插座。这些插座覆盖了从最小的只有八个至四十个引脚的8位PIC MCU的广泛范围。EasyPIC 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。

微控制器概述

MCU卡片 / MCU

建筑

PIC

MCU 内存 (KB)

硅供应商

Microchip

引脚数

RAM (字节)

2048

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

Reset

RA0

RST

SCK

MISO

MOSI

Power Supply

3.3V

Ground

GND

PWM

Interrupt

RB1

INT

I2C Clock

RC3

SCL

I2C Data

RC4

SDA

Power Supply

Ground

GND

“仔细看看！”

Click board™ 原理图

一步一步来

项目组装

EasyPIC v8 front image hardware assembly

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

LTE IoT 5 Click front image hardware assembly

LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly

EasyPIC v8 28pin-DIP Access - upright/background hardware assembly

NECTO Compiler Selection Step Image hardware assembly

NECTO Output Selection Step Image hardware assembly

Necto DIP image step 7 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 4 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

i2cmux4_get_ch_interrupt - 获取通道中断的函数
i2cmux4_rmt_read_bytes - 通用读取数据的函数
i2cmux4_check_int - 检查中断的函数

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 
 * \brief I2cMux4 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the I2C MUX 4 Click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver, enables the click board and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * In this example, we read the device ID register of the connected click boards.
 * Channel 0 : 6DOF IMU 12 click [slave address: 0x68; reg: 0x00; id val.: 0x24],
 * Channel 1 : Compass 3 click   [slave address: 0x30; reg: 0x2F; id val.: 0x0C].
 * All data logs write on USB UART changes every 2 sec.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cmux4.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static i2cmux4_t i2cmux4;
static log_t logger;

uint8_t rx_data;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    i2cmux4_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    i2cmux4_cfg_setup( &cfg );
    I2CMUX4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    i2cmux4_init( &i2cmux4, &cfg );

    i2cmux4_power_on( &i2cmux4, I2CMUX4_ENABLE_POWER_ON );
    Delay_ms ( 100 );
    
    i2cmux4_set_channel( &i2cmux4, I2CMUX4_SEL_CH_ALL_DISABLE, 0x00 );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    // CH 0 - 6DOF IMU 12 click
    i2cmux4_set_channel( &i2cmux4, I2CMUX4_SEL_CH_0, 0x68 );
    Delay_ms ( 100 );

    i2cmux4_rmt_read_bytes( &i2cmux4, 0x00, &rx_data, 1 );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "    6DOF IMU 12 click   \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - \r\n" );
    log_printf( &logger, "       ID = 0x%.2X  \r\n", ( uint16_t ) rx_data );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    
    // CH 1 - Compass 3 click
    i2cmux4_set_channel( &i2cmux4, I2CMUX4_SEL_CH_1, 0x30 );
    Delay_ms ( 100 );

    i2cmux4_rmt_read_bytes( &i2cmux4, 0x2F, &rx_data, 1 );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "      Compass 3 click      \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - \r\n" );
    log_printf( &logger, "       ID = 0x%.2X \r\n ", ( uint16_t ) rx_data );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    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

/*!
 * \file 
 * \brief I2cMux4 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of the I2C MUX 4 Click.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initializes the driver, enables the click board and makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * In this example, we read the device ID register of the connected click boards.
 * Channel 0 : 6DOF IMU 12 click [slave address: 0x68; reg: 0x00; id val.: 0x24],
 * Channel 1 : Compass 3 click   [slave address: 0x30; reg: 0x2F; id val.: 0x0C].
 * All data logs write on USB UART changes every 2 sec.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cmux4.h"

// ------------------------------------------------------------------ VARIABLES

static i2cmux4_t i2cmux4;
static log_t logger;

uint8_t rx_data;

// ------------------------------------------------------ APPLICATION FUNCTIONS

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    i2cmux4_cfg_t cfg;

    /** 
     * 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.

    i2cmux4_cfg_setup( &cfg );
    I2CMUX4_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    i2cmux4_init( &i2cmux4, &cfg );

    i2cmux4_power_on( &i2cmux4, I2CMUX4_ENABLE_POWER_ON );
    Delay_ms ( 100 );
    
    i2cmux4_set_channel( &i2cmux4, I2CMUX4_SEL_CH_ALL_DISABLE, 0x00 );
    Delay_ms ( 100 );
}

void application_task ( void )
{
    // CH 0 - 6DOF IMU 12 click
    i2cmux4_set_channel( &i2cmux4, I2CMUX4_SEL_CH_0, 0x68 );
    Delay_ms ( 100 );

    i2cmux4_rmt_read_bytes( &i2cmux4, 0x00, &rx_data, 1 );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "    6DOF IMU 12 click   \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - \r\n" );
    log_printf( &logger, "       ID = 0x%.2X  \r\n", ( uint16_t ) rx_data );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    Delay_ms ( 1000 );
    
    
    // CH 1 - Compass 3 click
    i2cmux4_set_channel( &i2cmux4, I2CMUX4_SEL_CH_1, 0x30 );
    Delay_ms ( 100 );

    i2cmux4_rmt_read_bytes( &i2cmux4, 0x2F, &rx_data, 1 );
    Delay_ms ( 100 );

    log_printf( &logger, "      Compass 3 click      \r\n" );
    log_printf( &logger, "- - - - - - - - - - - - \r\n" );
    log_printf( &logger, "       ID = 0x%.2X \r\n ", ( uint16_t ) rx_data );
    log_printf( &logger, "----------------------- \r\n" );
    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