Hardwarenahe Programmierung

ESP32 I2C Bus Interface

Der ESP32 unterstützt die I2C-Kommunikation über seine zwei I2C-Busschnittstellen, die je nach Konfiguration des Benutzers als I2C-Master oder -Slave dienen können. Entsprechend dem ESP32-Datenblatt unterstützen die I2C-Schnittstellen des ESP32:

  • Standardmodus (100 Kbit / s)
  • Schneller Modus (400 Kbit / s)
  • Bis zu 5 MHz, jedoch eingeschränkt durch die SDA-Pull-up-Stärke
  • 7-Bit / 10-Bit Adressierungsmodus
  • Dualer Adressierungsmodus. Benutzer können Befehlsregister zur Steuerung von I²C-Schnittstellen programmieren, um mehr Flexibilität zu erhalten

Das I2C-Kommunikationsprotokoll verwendet zwei Drähte, um Informationen auszutauschen. Eine wird für das Taktsignal (SCL) und die andere zum Senden und Empfangen von Daten (SDA) verwendet. Die SDA- und SCL-Leitungen sind aktiv low, daher sollten sie mit Widerständen hochgezogen werden, die aber meist schon eingebaut sind. Die Default- Pin sind wie folgt, wobei auch andere Pins verwendet werden können:

I2C SensorESP32
SDASDA (default is GPIO 21)
SCLSCL (default is GPIO 22)
GNDGND
VCC3.3V oder 5V

Bei der I2C-Kommunikation verfügt jeder Slave am Bus über eine eigene Adresse, mit der der ESP32 mit jedem Gerät kommunizieren kann. Die I2C-Adresse finden man im Datenblatt der Komponente. Wenn es jedoch schwierig ist, dies herauszufinden kann mit dem folgenden I2C-Scanner die I2C-Adresse herausgefunden werden:

I2C-Scanner.ino

#include <Wire.h>
 
void setup() {
  Wire.begin();
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("\nI2C Scanner");
}
 
void loop() {
  byte error, address;
  int nDevices;
  Serial.println("Scanning...");
  nDevices = 0;
  for(address = 1; address < 127; address++ ) {
    Wire.beginTransmission(address);
    error = Wire.endTransmission();
    if (error == 0) {
      Serial.print("I2C device found at address 0x");
      if (address<16) {
        Serial.print("0");
      }
      Serial.println(address,HEX);
      nDevices++;
    }
    else if (error==4) {
      Serial.print("Unknow error at address 0x");
      if (address<16) {
        Serial.print("0");
      }
      Serial.println(address,HEX);
    }    
  }
  if (nDevices == 0) {
    Serial.println("No I2C devices found\n");
  }
  else {
    Serial.println("done\n");
  }
  delay(5000);          
}

Folgendes wird auf der seriellen Schnittstelle (Arduino-IDE->Tools->Serial Monitor; Ctrl+Shift+M) angezeigt:

/media/uploads/fpucher/serial_monitor.jpg

  • 0x48 Temperatursensor LM75B
  • 0x4C Beschleunigungssensor MMA7660

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