中级
30 分钟

使用PI4MSD5V9547和STM32F103RB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 Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

已发布 10月 08, 2024

点击板

I2C MUX 7 Click

开发板

Nucleo 64 with STM32F103RB MCU

编译器

NECTO Studio

微控制器单元

STM32F103RB

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

Nucleo-64 搭载 STM32F103RB 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 STM32F103RB MCU double side image

微控制器概述 

MCU卡片 / MCU

default

建筑

ARM Cortex-M3

MCU 内存 (KB)

128

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!”

Click board™ 原理图

I2C MUX 7 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 STM32F103RB 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

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

资源

喜欢这个项目吗?

'购买此套件' 按钮会直接带您进入购物车,您可以在购物车中轻松添加或移除产品。