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30 分钟

使用 TCA9543A 和 STM32F410RB 轻松切换和复用 I2C 信号

简化 I2C 连接

I2C MUX 4 Click with Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

I2C MUX 4 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F410RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F410RB

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。

A

A

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。

I2C MUX 4 Click top side image
I2C MUX 4 Click bottom side image

功能概述

开发板

Nucleo-64 搭载 STM32F410RB MCU 提供了一种经济高效且灵活的平台,供开发者探索新想法并原型设计他们的项目。该板利用 STM32 微控制器的多功能性,使用户能够为他们的项目选择最佳的性能与功耗平衡。它配备了 LQFP64 封装的 STM32 微控制器,并包含了如用户 LED(同时作为 ARDUINO® 信号)、用户和复位按钮,以及 32.768kHz 晶体振荡器用于精确的计时操作等基本组件。Nucleo-64 板设计考虑到扩展性和灵活性,它特有的 ARDUINO® Uno

V3 扩展连接器和 ST morpho 扩展引脚头,提供了对 STM32 I/O 的完全访问,以实现全面的项目整合。电源供应选项灵活,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。该板还配备了一个具有 USB 重枚举功能的板载 ST-LINK 调试器/编程器,简化了编程和调试过程。此外,该板设计旨在简化高级开发,它的外部 SMPS 为 Vcore 逻辑供电提供高效支持,支持 USB 设备全速或 USB SNK/UFP 全速,并内置加密功能,提升了项目的功效

和安全性。通过外部 SMPS 实验的专用连接器、 用于  ST-LINK 的 USB 连接器以及 MIPI® 调试连接器,提供了更多的硬件接口和实验可能性。开发者将通过 STM32Cube MCU Package 提供的全面免费软件库和示例得到广泛支持。这些,加上与多种集成开发环境(IDE)的兼容性,包括 IAR Embedded Workbench®、MDK-ARM 和 STM32CubeIDE,确保了流畅且高效的开发体验,使用户能够充分利用 Nucleo-64 板在他们的项目中的能力。

Nucleo 64 with STM32C031C6 MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M4

MCU 内存 (KB)

128

硅供应商

STMicroelectronics

引脚数

64

RAM (字节)

32768

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
Interrupt
PC14
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!”

Click board™ 原理图

I2C MUX 4 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 STM32F410RB 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
Board mapper by product8 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

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

额外支持

资源

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