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30 分钟

使用 TCA9548A 和 STM32L073RZ 管理跨多个设备的 I2C 通信

8合1 双向喜悦

I2C MUX 3 Click with Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

已发布 6月 24, 2024

点击板

I2C MUX 3 Click

开发板

Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32L073RZ

释放双向翻译开关的强大功能,无缝连接和控制各种I2C设备,简化您的集成过程。

A

A

硬件概览

它是如何工作的?

I2C MUX 3 Click基于德州仪器的TCA9548A,这是一款具有低电压八通道双向翻译开关,带有通过I2C串行接口控制的低电平有效复位输入。主SCL/SDA信号对被引导至从设备的八个通道SC0/SD0-SC7/SD7,其中可以选择任何单个下游通道或八个通道的任意组合。它通过一个8位控制寄存器进行I2C控制,其中每个位控制对应的八个开关通道之一的启用和禁用,以便I2C数据流动。此Click板™包括一个由Diodes Incorporated提供的低压差线性稳压器AP7331,为TCA9548A提供2.45V的供电电压。当TCA9548APWR首次开启或在任何时

候,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。此外,如果I2C总线上的通信进入故障状态,可以通过使用RST引脚功能或通过循环设备电源的上电复位来重置TCA9548A以恢复正常操作。I2C MUX 3 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。TCA9548A具有7位从设备地址,前五位MSB固定为1110。地址引脚A0、A1和A2由用户编程,确定从设备地址的最后三位LSB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。

它还具有低电平有效的复位信号,路由到mikroBUS™插座的RST引脚,用于从总线故障状态恢复。当此信号被置低时,TCA9548A将其寄存器以及I2C状态机复位,并取消选择所有通道。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。有关TCA9548A的更多信息,请参阅附带的数据表。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。

I2C MUX 3 Click top side image
I2C MUX 3 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64搭载STM32L073RZ MCU提供了一个经济实惠且灵活的平台,供开发人员探索新的想法并原型化其设计。该板利用了STM32微控制器的多功能性,使用户能够为其项目选择性能和功耗之间的最佳平衡。它采用LQFP64封装的STM32微控制器,并包括一些必要的组件,例如用户LED,可以同时作为ARDUINO®信号使用,以及用户和复位按钮,以及用于精准定时操作的32.768kHz晶体振荡器。设计时考虑了扩展性和灵活性,Nucleo-64板具有ARDUINO® 

Uno V3扩展连接器和ST morpho扩展引脚标头,为全面项目集成提供了对STM32 I/O的完全访问权限。电源选项具有适应性,支持ST-LINK USB VBUS或外部电源,确保在各种开发环境中的适应性。该板还配备了一个内置的ST-LINK调试器/编程器,具有USB重新枚举功能,简化了编程和调试过程。此外,该板还设计了外部SMPS,以实现有效的Vcore逻辑供电,支持USB设备全速或USB SNK/UFP全速,以及内置的加密功能,增强了项目的功耗效率和安全性。通过专用

连接器提供了额外的连接性,用于外部SMPS实验、ST-LINK的USB连接器和MIPI®调试连接器,扩展了硬件接口和实验的可能性。开发人员将通过STM32Cube MCU软件包中全面的免费软件库和示例得到广泛的支持。这与与各种集成开发环境(IDE)的兼容性相结合,包括IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM和STM32CubeIDE,确保了平稳高效的开发体验,使用户能够充分发挥Nucleo-64板在其项目中的功能。

Nucleo 64 with STM32L073RZ MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M0

MCU 内存 (KB)

192

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

20480

你完善了我!

配件

Click Shield for Nucleo-64 配备了两个专有的 mikroBUS™ 插座,使得所有的 Click board™ 设备都可以轻松地与 STM32 Nucleo-64 开发板连接。这样,Mikroe 允许其用户从不断增长的 Click boards™ 范围中添加任何功能,如 WiFi、GSM、GPS、蓝牙、ZigBee、环境传感器、LED、语音识别、电机控制、运动传感器等。您可以使用超过 1537 个 Click boards™,这些 Click boards™ 可以堆叠和集成。STM32 Nucleo-64 开发板基于 64 引脚封装的微控制器,采用 32 位 MCU,配备 ARM Cortex M4 处理器,运行速度为 84MHz,具有 512Kb Flash 和 96KB SRAM,分为两个区域,顶部区域代表 ST-Link/V2 调试器和编程器,而底部区域是一个实际的开发板。通过 USB 连接方便地控制和供电这些板子,以便直接对 Nucleo-64 开发板进行编程和高效调试,其中还需要额外的 USB 线连接到板子上的 USB 迷你接口。大多数 STM32 微控制器引脚都连接到了板子左右边缘的 IO 引脚上,然后连接到两个现有的 mikroBUS™ 插座上。该 Click Shield 还有几个开关,用于选择 mikroBUS™ 插座上模拟信号的逻辑电平和 mikroBUS™ 插座本身的逻辑电压电平。此外,用户还可以通过现有的双向电平转换器,使用任何 Click board™,无论 Click board™ 是否在 3.3V 或 5V 逻辑电压电平下运行。一旦将 STM32 Nucleo-64 开发板与我们的 Click Shield for Nucleo-64 连接,您就可以访问数百个工作于 3.3V 或 5V 逻辑电压电平的 Click boards™。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image

使用的MCU引脚

mikroBUS™映射器

NC
NC
AN
Reset
PC12
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
PB8
SCL
I2C Data
PB9
SDA
Power Supply
5V
5V
Ground
GND
GND
1

“仔细看看!”

原理图

I2C MUX 3 Click Schematic schematic

一步一步来

项目组装

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly

从选择您的开发板和Click板™开始。以Nucleo-64 with STM32L073RZ MCU作为您的开发板开始。

Click Shield for Nucleo-64 accessories 1 image hardware assembly
Nucleo 64 with STM32F401RE MCU front image hardware assembly
LTE IoT 5 Click front image hardware assembly
Prog-cut hardware assembly
LTE IoT 5 Click complete accessories setup image hardware assembly
Nucleo-64 with STM32XXX MCU Access MB 1 Mini B Conn - upright/background 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
Clicker 4 for STM32F4 HA 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

通过调试模式的应用程序输出

1. 一旦代码示例加载完成,按下 "DEBUG" 按钮将启动构建过程,并将其编程到创建的设置上,然后进入调试模式。

2. 编程完成后,IDE 中将出现一个带有各种操作按钮的标题。点击绿色的 "PLAY" 按钮开始读取通过 Click board™ 获得的结果。获得的结果将在 "Application Output" 标签中显示。

DEBUG_Application_Output

软件支持

库描述

该库包含 I2C MUX 3 Click 驱动程序的 API。

关键功能:

  • i2cmux3_rd_slv - 从设备读取函数

  • i2cmux3_dev_enable - 设备启用函数

  • i2cmux3_hw_rst - 硬件重置函数

开源

代码示例

这个示例可以在 NECTO Studio 中找到。欢迎下载代码,或者您也可以复制下面的代码。

/*!
 * \file 
 * \brief I2cMux3 Click example
 * 
 * # Description
 * This example demonstrates the use of I2C MUX 3 Click board.
 *
 * The demo application is composed of two sections :
 * 
 * ## Application Init 
 * Initalizes the driver, preforms hardware reset, then enables channel 0 and 
 * makes an initial log.
 * 
 * ## Application Task  
 * Reads the device ID of a 6DOF IMU 12 click (dev ID: 0x24) and displays it 
 * on the USB UART each second.
 * 
 * \author MikroE Team
 *
 */
// ------------------------------------------------------------------- INCLUDES

#include "board.h"
#include "log.h"
#include "i2cmux3.h"

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

static i2cmux3_t i2cmux3;
static log_t logger;

uint8_t id_val;

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

void application_init ( void )
{
    log_cfg_t log_cfg;
    i2cmux3_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.

    i2cmux3_cfg_setup( &cfg );
    I2CMUX3_MAP_MIKROBUS( cfg, MIKROBUS_1 );
    i2cmux3_init( &i2cmux3, &cfg );
    Delay_ms( 100 );
    
    i2cmux3_hw_rst( &i2cmux3 );
    Delay_ms( 100 );
    i2cmux3_ch_sel( &i2cmux3, 0 );
    log_printf( &logger, " Please connect a 6DOF IMU 12 click to channel 0\r\n" );
    log_printf( &logger, "-------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 2000 );
}

void application_task ( void )
{
    i2cmux3_rd_slv ( &i2cmux3, 0x68, 0x00, &id_val, 1 );
    log_printf( &logger, " The click device ID is:  0x%.2X \r\n", ( uint16_t ) id_val );
    log_printf( &logger, "-------------------------------\r\n" );
    Delay_ms( 1000 );
}

void main ( void )
{
    application_init( );

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

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

额外支持

资源

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