PSoc62™开发板之i2c通信

news/2024/2/25 14:23:29/文章来源:https://blog.csdn.net/HeavenMo/article/details/135623583

实验目的

使用模拟i2c接口读取温湿度气压模块BME280数据

实验准备

  • PSoc62™开发板
  • 温湿度气压模块BME280
  • 公母头杜邦线

板载资源

本次实验是通过模拟i2c时序的方式来进行通信,理论上可以有非常多的方式配置i2c引脚,不像硬件i2c那样芯片出厂引脚已经固定好,所以这里不再列举i2c的GPIO资源,采用模拟i2c的好处是比较容易移植

模块电路

GPIO引脚

MCU_ARD_SCL -> P8.0

MCU_ARD_SDA -> P8.1

在这里插入图片描述

模块连接图

右侧排母从上往下第1、2引脚分别对应SCL、SDA

在这里插入图片描述

实物连接图

依次连接BME280模块的VCC、GND、SDL、SDA引脚

在这里插入图片描述

使能i2c接口

在创建的RT-Thread串口工程中打开RT-Thread Settings,点击右边的箭头<<进入详细页,使用前先使能i2c1,其中,pin number和GPIO的对应关系:P8.0 : 8 x 8 = 64,P8.1 : 8 x 8 + 1 = 65

在这里插入图片描述

i2c-tool软件包

i2c-tool是一个很方便的i2c通信调试工具,它可以查看总线上挂载设备地址、对i2c设备进行读写操作,安装方法如下

在这里插入图片描述

BME280的设备地址可以通过查询的方式得到,如下图所示

在这里插入图片描述

查询BME280设备ID命令,0x76是BME280设备地址,0xd0是设备ID的寄存器地址;如果通信正常,按照手册描述设备ID应该是0x60

i2c read i2c1 0x76 0xd0

程序设计

readCalibrationDatacalibration_Tcalibration_Pcalibration_H用于读取和校准BME280的数据

static unsigned long int hum_raw,temp_raw,pres_raw;
static rt_uint8_t data[8];
static signed long int t_fine;
static uint16_t dig_T1;
static int16_t dig_T2;
static int16_t dig_T3;
static uint16_t dig_P1;
static int16_t dig_P2;
static int16_t dig_P3;
static int16_t dig_P4;
static int16_t dig_P5;
static int16_t dig_P6;
static int16_t dig_P7;
static int16_t dig_P8;
static int16_t dig_P9;
static int8_t  dig_H1;
static int16_t dig_H2;
static int8_t  dig_H3;
static int16_t dig_H4;
static int16_t dig_H5;
static int8_t  dig_H6;
static signed long int temp_cal;
static unsigned long int press_cal,hum_cal;
static double temp_act;
static double press_act;
static double hum_act;static void readCalibrationData()
{uint8_t data[32];read_bme280_reg(0x88, data, 24);read_bme280_reg(0xa1, data + 24, 1);read_bme280_reg(0xe1, data + 25, 7);dig_T1 = (data[1] << 8) | data[0];dig_T2 = (data[3] << 8) | data[2];dig_T3 = (data[5] << 8) | data[4];dig_P1 = (data[7] << 8) | data[6];dig_P2 = (data[9] << 8) | data[8];dig_P3 = (data[11]<< 8) | data[10];dig_P4 = (data[13]<< 8) | data[12];dig_P5 = (data[15]<< 8) | data[14];dig_P6 = (data[17]<< 8) | data[16];dig_P7 = (data[19]<< 8) | data[18];dig_P8 = (data[21]<< 8) | data[20];dig_P9 = (data[23]<< 8) | data[22];dig_H1 = data[24];dig_H2 = (data[26]<< 8) | data[25];dig_H3 = data[27];dig_H4 = (data[28]<< 4) | (0x0F & data[29]);dig_H5 = (data[30] << 4) | ((data[29] >> 4) & 0x0F);dig_H6 = data[31];
}static signed long int calibration_T(signed long int adc_T)
{signed long int var1, var2, T;var1 = ((((adc_T >> 3) - ((signed long int)dig_T1<<1))) * ((signed long int)dig_T2)) >> 11;var2 = (((((adc_T >> 4) - ((signed long int)dig_T1)) * ((adc_T>>4) - ((signed long int)dig_T1))) >> 12) * ((signed long int)dig_T3)) >> 14;t_fine = var1 + var2;T = (t_fine * 5 + 128) >> 8;return T;
}static unsigned long int calibration_P(signed long int adc_P)
{signed long int var1, var2;unsigned long int P;var1 = (((signed long int)t_fine)>>1) - (signed long int)64000;var2 = (((var1>>2) * (var1>>2)) >> 11) * ((signed long int)dig_P6);var2 = var2 + ((var1*((signed long int)dig_P5))<<1);var2 = (var2>>2)+(((signed long int)dig_P4)<<16);var1 = (((dig_P3 * (((var1>>2)*(var1>>2)) >> 13)) >>3) + ((((signed long int)dig_P2) * var1)>>1))>>18;var1 = ((((32768+var1))*((signed long int)dig_P1))>>15);if (var1 == 0){return 0;}P = (((unsigned long int)(((signed long int)1048576)-adc_P)-(var2>>12)))*3125;if(P<0x80000000){P = (P << 1) / ((unsigned long int) var1);}else{P = (P / (unsigned long int)var1) * 2;}var1 = (((signed long int)dig_P9) * ((signed long int)(((P>>3) * (P>>3))>>13)))>>12;var2 = (((signed long int)(P>>2)) * ((signed long int)dig_P8))>>13;P = (unsigned long int)((signed long int)P + ((var1 + var2 + dig_P7) >> 4));return P;
}static unsigned long int calibration_H(signed long int adc_H)
{signed long int v_x1;v_x1 = (t_fine - ((signed long int)76800));v_x1 = (((((adc_H << 14) -(((signed long int)dig_H4) << 20) - (((signed long int)dig_H5) * v_x1)) +((signed long int)16384)) >> 15) * (((((((v_x1 * ((signed long int)dig_H6)) >> 10) *(((v_x1 * ((signed long int)dig_H3)) >> 11) + ((signed long int) 32768))) >> 10) + (( signed long int)2097152)) *((signed long int) dig_H2) + 8192) >> 14));v_x1 = (v_x1 - (((((v_x1 >> 15) * (v_x1 >> 15)) >> 7) * ((signed long int)dig_H1)) >> 4));v_x1 = (v_x1 < 0 ? 0 : v_x1);v_x1 = (v_x1 > 419430400 ? 419430400 : v_x1);return (unsigned long int)(v_x1 >> 12);
}

i2c读写接口封装

static int read_bme280_reg(rt_uint8_t reg_addr, rt_uint8_t *data, rt_uint8_t len)
{struct rt_i2c_msg msgs[2];msgs[0].addr = BME280_ADDR;msgs[0].flags = RT_I2C_WR;msgs[0].buf = &reg_addr;msgs[0].len = 1;msgs[1].addr = BME280_ADDR;msgs[1].flags = RT_I2C_RD;msgs[1].buf = data;msgs[1].len = len;if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, msgs, 2) == 2){return RT_EOK;}elsereturn -RT_ERROR;
}static int8_t write_bme280_reg(uint8_t reg, uint8_t *data, uint16_t len)
{rt_uint8_t tmp = reg;struct rt_i2c_msg msgs[2];msgs[0].addr  = BME280_ADDR;                        /* Slave address */msgs[0].flags = RT_I2C_WR;                          /* Write flag */msgs[0].buf   = &tmp;                               /* Slave register address */msgs[0].len   = 1;                                  /* Number of bytes sent */msgs[1].addr  = BME280_ADDR;                        /* Slave address */msgs[1].flags = RT_I2C_WR | RT_I2C_NO_START;        /* Read flag */msgs[1].buf   = data;                               /* Read data pointer */msgs[1].len   = len;                                /* Number of bytes read */if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, msgs, 2) != 2){return -RT_ERROR;}return RT_EOK;
}

init_bme280用于初始化i2c设备

static int init_bme280(void)
{i2c_bus = (struct rt_i2c_bus_device *) rt_device_find(BME280_I2C_BUS_NAME);if (i2c_bus == RT_NULL){rt_kprintf("can't find %s device!\n", BME280_I2C_BUS_NAME);return RT_ERROR;}rt_uint8_t data;int size = read_bme280_reg(0xD0, &data, 1);rt_kprintf("bme280 device id : %x\n", data);uint8_t osrs_t = 1;             //Temperature oversampling x 1uint8_t osrs_p = 1;             //Pressure oversampling x 1uint8_t osrs_h = 1;             //Humidity oversampling x 1uint8_t mode = 3;               //Normal modeuint8_t t_sb = 5;               //Tstandby 1000msuint8_t filter = 0;             //Filter offuint8_t spi3w_en = 0;           //3-wire SPI Disableuint8_t ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode;uint8_t config_reg    = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en;uint8_t ctrl_hum_reg  = osrs_h;write_bme280_reg(0xF2, &ctrl_hum_reg, 1);write_bme280_reg(0xF4, &ctrl_meas_reg, 1);write_bme280_reg(0xF5, &config_reg, 1);readCalibrationData();return RT_EOK;
}

整合起来的代码

#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>
#include "drv_gpio.h"#define LED_PIN                 GET_PIN(0, 1)
#define BME280_I2C_BUS_NAME     "i2c1"
#define BME280_ADDR             0x76static struct rt_i2c_bus_device *i2c_bus;
static rt_thread_t bme280_thread = RT_NULL;
static unsigned long int hum_raw,temp_raw,pres_raw;
static rt_uint8_t data[8];static signed long int t_fine;
static uint16_t dig_T1;
static int16_t dig_T2;
static int16_t dig_T3;
static uint16_t dig_P1;
static int16_t dig_P2;
static int16_t dig_P3;
static int16_t dig_P4;
static int16_t dig_P5;
static int16_t dig_P6;
static int16_t dig_P7;
static int16_t dig_P8;
static int16_t dig_P9;
static int8_t  dig_H1;
static int16_t dig_H2;
static int8_t  dig_H3;
static int16_t dig_H4;
static int16_t dig_H5;
static int8_t  dig_H6;
static signed long int temp_cal;
static unsigned long int press_cal,hum_cal;
static double temp_act;
static double press_act;
static double hum_act;static signed long int calibration_T(signed long int adc_T)
{signed long int var1, var2, T;var1 = ((((adc_T >> 3) - ((signed long int)dig_T1<<1))) * ((signed long int)dig_T2)) >> 11;var2 = (((((adc_T >> 4) - ((signed long int)dig_T1)) * ((adc_T>>4) - ((signed long int)dig_T1))) >> 12) * ((signed long int)dig_T3)) >> 14;t_fine = var1 + var2;T = (t_fine * 5 + 128) >> 8;return T;
}static unsigned long int calibration_P(signed long int adc_P)
{signed long int var1, var2;unsigned long int P;var1 = (((signed long int)t_fine)>>1) - (signed long int)64000;var2 = (((var1>>2) * (var1>>2)) >> 11) * ((signed long int)dig_P6);var2 = var2 + ((var1*((signed long int)dig_P5))<<1);var2 = (var2>>2)+(((signed long int)dig_P4)<<16);var1 = (((dig_P3 * (((var1>>2)*(var1>>2)) >> 13)) >>3) + ((((signed long int)dig_P2) * var1)>>1))>>18;var1 = ((((32768+var1))*((signed long int)dig_P1))>>15);if (var1 == 0){return 0;}P = (((unsigned long int)(((signed long int)1048576)-adc_P)-(var2>>12)))*3125;if(P<0x80000000){P = (P << 1) / ((unsigned long int) var1);}else{P = (P / (unsigned long int)var1) * 2;}var1 = (((signed long int)dig_P9) * ((signed long int)(((P>>3) * (P>>3))>>13)))>>12;var2 = (((signed long int)(P>>2)) * ((signed long int)dig_P8))>>13;P = (unsigned long int)((signed long int)P + ((var1 + var2 + dig_P7) >> 4));return P;
}static unsigned long int calibration_H(signed long int adc_H)
{signed long int v_x1;v_x1 = (t_fine - ((signed long int)76800));v_x1 = (((((adc_H << 14) -(((signed long int)dig_H4) << 20) - (((signed long int)dig_H5) * v_x1)) +((signed long int)16384)) >> 15) * (((((((v_x1 * ((signed long int)dig_H6)) >> 10) *(((v_x1 * ((signed long int)dig_H3)) >> 11) + ((signed long int) 32768))) >> 10) + (( signed long int)2097152)) *((signed long int) dig_H2) + 8192) >> 14));v_x1 = (v_x1 - (((((v_x1 >> 15) * (v_x1 >> 15)) >> 7) * ((signed long int)dig_H1)) >> 4));v_x1 = (v_x1 < 0 ? 0 : v_x1);v_x1 = (v_x1 > 419430400 ? 419430400 : v_x1);return (unsigned long int)(v_x1 >> 12);
}static int read_bme280_reg(rt_uint8_t reg_addr, rt_uint8_t *data, rt_uint8_t len)
{struct rt_i2c_msg msgs[2];msgs[0].addr = BME280_ADDR;msgs[0].flags = RT_I2C_WR;msgs[0].buf = &reg_addr;msgs[0].len = 1;msgs[1].addr = BME280_ADDR;msgs[1].flags = RT_I2C_RD;msgs[1].buf = data;msgs[1].len = len;if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, msgs, 2) == 2){return RT_EOK;}elsereturn -RT_ERROR;
}static int8_t write_bme280_reg(uint8_t reg, uint8_t *data, uint16_t len)
{rt_uint8_t tmp = reg;struct rt_i2c_msg msgs[2];msgs[0].addr  = BME280_ADDR;                        /* Slave address */msgs[0].flags = RT_I2C_WR;                          /* Write flag */msgs[0].buf   = &tmp;                               /* Slave register address */msgs[0].len   = 1;                                  /* Number of bytes sent */msgs[1].addr  = BME280_ADDR;                        /* Slave address */msgs[1].flags = RT_I2C_WR | RT_I2C_NO_START;        /* Read flag */msgs[1].buf   = data;                               /* Read data pointer */msgs[1].len   = len;                                /* Number of bytes read */if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, msgs, 2) != 2){return -RT_ERROR;}return RT_EOK;
}static void readCalibrationData()
{uint8_t data[32];read_bme280_reg(0x88, data, 24);read_bme280_reg(0xa1, data + 24, 1);read_bme280_reg(0xe1, data + 25, 7);dig_T1 = (data[1] << 8) | data[0];dig_T2 = (data[3] << 8) | data[2];dig_T3 = (data[5] << 8) | data[4];dig_P1 = (data[7] << 8) | data[6];dig_P2 = (data[9] << 8) | data[8];dig_P3 = (data[11]<< 8) | data[10];dig_P4 = (data[13]<< 8) | data[12];dig_P5 = (data[15]<< 8) | data[14];dig_P6 = (data[17]<< 8) | data[16];dig_P7 = (data[19]<< 8) | data[18];dig_P8 = (data[21]<< 8) | data[20];dig_P9 = (data[23]<< 8) | data[22];dig_H1 = data[24];dig_H2 = (data[26]<< 8) | data[25];dig_H3 = data[27];dig_H4 = (data[28]<< 4) | (0x0F & data[29]);dig_H5 = (data[30] << 4) | ((data[29] >> 4) & 0x0F);dig_H6 = data[31];
}static int init_bme280(void)
{i2c_bus = (struct rt_i2c_bus_device *) rt_device_find(BME280_I2C_BUS_NAME);if (i2c_bus == RT_NULL){rt_kprintf("can't find %s device!\n", BME280_I2C_BUS_NAME);return RT_ERROR;}rt_uint8_t data;int size = read_bme280_reg(0xD0, &data, 1);rt_kprintf("bme280 device id : %x\n", data);uint8_t osrs_t = 1;             //Temperature oversampling x 1uint8_t osrs_p = 1;             //Pressure oversampling x 1uint8_t osrs_h = 1;             //Humidity oversampling x 1uint8_t mode = 3;               //Normal modeuint8_t t_sb = 5;               //Tstandby 1000msuint8_t filter = 0;             //Filter offuint8_t spi3w_en = 0;           //3-wire SPI Disableuint8_t ctrl_meas_reg = (osrs_t << 5) | (osrs_p << 2) | mode;uint8_t config_reg    = (t_sb << 5) | (filter << 2) | spi3w_en;uint8_t ctrl_hum_reg  = osrs_h;write_bme280_reg(0xF2, &ctrl_hum_reg, 1);write_bme280_reg(0xF4, &ctrl_meas_reg, 1);write_bme280_reg(0xF5, &config_reg, 1);readCalibrationData();return RT_EOK;
}static void bme280_entry(void* paremeter)
{init_bme280();while(1){read_bme280_reg(0xf7, data, 8);pres_raw = (data[0] << 12) | (data[1] << 4) | (data[2] >> 4);temp_raw = (data[3] << 12) | (data[4] << 4) | (data[5] >> 4);hum_raw  = (data[6] << 8) | data[7];temp_cal = calibration_T(temp_raw);press_cal = calibration_P(pres_raw);hum_cal = calibration_H(hum_raw);temp_act = (double)temp_cal / 100.0;press_act = (double)press_cal;hum_act = (double)hum_cal / 1024.0;rt_kprintf("Temperature=%4dC, Humidity=%4d%, Pressure=%4dPa \r\n",(int)temp_act,(int)hum_act,(int)press_act);rt_thread_mdelay(500);}
}int main(void)
{bme280_thread = rt_thread_create("bme280", bme280_entry, RT_NULL, 1024, 16, 20);if(bme280_thread != RT_NULL){rt_thread_startup(bme280_thread);}rt_pin_mode(LED_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);for (;;){rt_pin_write(LED_PIN, PIN_HIGH);rt_thread_mdelay(500);rt_pin_write(LED_PIN, PIN_LOW);rt_thread_mdelay(500);}
}

实验效果

运行效果如下,控制台终端间隔500ms打印当前环境的温度、湿度、气压数据

PSoc62™开发板之BME280模块Bring Up

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据网络文字与视频资料&#xff0c;爱泼斯坦事件是犹太精英阶层&#xff0c;为了掌控美国国家机器为犹太利益集团服务&#xff0c;而精心设下的一个局。本文先假设这个结论成立&#xff0c;并基于此展开讨论。 我们知道&#xff0c;弱电管理强电是电气工程中的一门专门学问&…

Pandas.DataFrame.groupby() 数据分组(数据透视、分类汇总) 详解 含代码 含测试数据集 随Pandas版本持续更新

关于Pandas版本&#xff1a; 本文基于 pandas2.1.2 编写。 关于本文内容更新&#xff1a; 随着pandas的stable版本更迭&#xff0c;本文持续更新&#xff0c;不断完善补充。 Pandas稳定版更新及变动内容整合专题&#xff1a; Pandas稳定版更新及变动迭持续更新。 Pandas API参…

弟12章 网络编程

文章目录 网络协议概述 p164TCP协议与UDP协议的区别 p165TCP服务器端代码的编写 p166TCP服务器端流程 TCP客户端代码的编写 p167TCP客户端流程主机和客户端的通信流程 tcp多次通信服务器端代码 p168TCP多次通信客户端代码 p169UDP的一次双向通信 p170udp通信模型udp接收方代码u…

生活的再思考,写在开篇

近几年的就业行情很特别&#xff0c;特别是对中年人&#xff0c;早先网络上主流的声音是动不动总包百万&#xff0c;手握几个 Offer &#xff0c;纠结应该去哪里。现在的主流声音变成了&#xff0c;被毕业优化掉后几个月都没找到合适的工作&#xff0c;焦虑迷茫无所适从&#x…

第5章案例课:部署Tomcat及其负载均衡

这个实验需要3台虚拟机 192.168.9.40 9.31 9.32 去FTP 下载软件包 192.168.9.40 和 192.168.9.31 都要这里面的配置[rootnode1 ~]# mount /dev/cdrom /mnt/ //挂载[rootnode1 ~]# rpm -ivh /mnt/Packages/ftp-0.17-67.el7.x86_64.rpm //下载 FTP 软件包[roo…

发送HTTP POST请求并处理响应

发送HTTP POST请求并处理响应是Web开发中的常见任务。在Go语言中&#xff0c;可以使用net/http包来发送HTTP POST请求并处理响应。 以下是一个示例代码&#xff0c;演示了如何发送HTTP POST请求并处理响应&#xff1a; go复制代码 package main import ( "b…

模拟开关灯

1&#xff0e;  实验任务 如图所示&#xff0c;监视开关K1&#xff08;接在P3.0端口上&#xff09;&#xff0c;用发光二极管L1&#xff08;接在单片机P1.0端口上&#xff09;显示开关状态&#xff0c;如果开关合上&#xff0c;L1亮&#xff0c;开关打开&#xff0c;L1熄灭。…

51单片机_电子时钟电子万年历电子闹钟

实物演示效果&#xff1a; https://www.bilibili.com/video/BV1RN4y1Q7dK/?vd_source6ff7cd03af95cd504b60511ef9373a1d 二、液晶对比度的调节 液晶的内容要清晰显示&#xff0c;就要调节电位器来调节液晶的对比度&#xff0c;这个电位器位于液 晶的下面&#xff0c;可以用…

网络服务之DHCP

目录 一、DHCP是什么&#xff1f; 1、DHCP就是动态主机配置协议 2、DHCP的作用&#xff1a; 3、DHCP是应用层协议 二、DHCP的优点 三、DHCP的分配过程 1、自动分配&#xff1a;分配到一个ip地址后永久使用 2、手动配置&#xff1a;由DHCP服务器管理员专门指定ip地址&am…

NFS(Network File System 网络文件服务)

一&#xff0c;nfs 简介 1&#xff0c;nfs 性质 NFS&#xff08;Network File System 网络文件服务&#xff09; 文件系统&#xff08;软件&#xff09;文件的权限 NFS 是一种基于 TCP/IP 传输的网络文件系统协议 通过使用 NFS 协议&#xff0c;客户机可以像访问本地目录一样…