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Arduino作为具有多个i2c地址的从站

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我想使用Arduino作为i2c奴隶 . 但我要求Arduino通过向多个i2c地址注册来充当多个设备 .

这可能不是人们通常会做的事情，但这是我做这件事的原因：

我想用Arduino作为Spektrum遥测的遥测传感器 . 遥测接收器有一些i2c插头，连接到多个传感器（电流0x02，电压0x03，空速0x11等），每个传感器都具有遥测接收器所需的固定i2c地址 .

我想使用 one Arduino作为所有这些设备，通过注册所有上述地址，并适当地回应读数 .

我可以使用每个传感器一个Arduino，这看起来很傻，因为我可以使用一个Arduino pro-mini执行所有这些读数 .

我知道你可以使用注册Arduino

Wire.begin(0x02);

但是我需要类似的东西（伪代码）

Wire.begin(0x02, 0x03, 0x11);

当收到请求时，我需要知道Arduino被查询的地址 .

例如（伪代码）

void receiveEvent(byte address, int bytesReceived){
  if(address == 0x02){
    // Current reading
  }
  else if(address == 0x03){
    // Voltage reading
  }
  else if(address == 0x11){
    // Airspeed reading
  }
}

任何意见，将不胜感激 .

arduino i2c atmega

5 回答

  • 0

    由于Wire.begin()仅允许传递单个从地址，因此无法通过使用Wire库使Arduino监听多个从地址 .

    即使是大多数Arduinos所基于的Atmel ATmega微控制器也只允许其硬件2线串行接口（TWI）通过其2线地址寄存器 TWAR 设置为单个7位地址 . 然而，有可能通过使用TWI地址掩码寄存器 TWAMR 屏蔽一个或多个地址位来解决这个限制，如在文献中（稍微简要地）所述 . 这是ATmega datasheet第22.9.6节：

    TWAMR可以加载7位Salve（sic！）地址掩码 . TWAMR中的每个位都可以屏蔽（禁用）TWI地址寄存器（TWAR）中的相应地址位 . 如果屏蔽位设置为1，则地址匹配逻辑忽略输入地址位与TWAR中相应位之间的比较 .

    因此，我们首先必须根据我们要响应的所有I2C地址来设置掩码位，方法是对它们进行“或”运算并向右移动以匹配 TWAMR 寄存器布局（ TWAMR 在bit7：1中保持掩码，bit0未使用）：

    TWAMR = (sensor1_addr | sensor2_addr | sensor3_addr) << 1;

    这里的主要问题是找出查询的特定I2C地址（我们只知道它与地址掩码匹配） . 如果我正确解释第22.5.3节，说明

    TWDR包含要传输的地址或数据字节，或接收的地址或数据字节 .

    我们应该能够从 TWDR 寄存器中检索未屏蔽的I2C地址 .

    ATmega TWI操作是基于中断的，更具体地说，它利用单个中断向量来处理由 TWSR 状态寄存器中的状态代码指示的过多的不同TWI事件 . 在TWI中断服务程序中，我们必须这样做

    • 确保我们查询原因的原因 . 这可以通过检查 TWSR 获取状态代码 0xA8 （已收到自己的SLA R）来完成

    • 通过检查 TWDR 中总线上的最后一个字节，根据实际查询的I2C地址决定将哪些传感器数据发送回主站 .

    ISR的这一部分可能看起来像这样（未经测试）：

    if (TWSR == 0xA8) { // read request has been received
  byte i2c_addr = TWDR >> 1; // retrieve address from last byte on the bus
  switch (i2c_addr) {
    case sensor1_addr:
      // send sensor 1 reading
      break;
    case sensor2_addr:
      // send sensor 2 reading
      break;
    case sensor3_addr:
      // send sensor 3 reading
      break;
    default:
      // I2C address does not match any of our sensors', ignore.
      break;
  }
}

    感谢您提出这个有趣的问题！

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  • 4

    我真的很喜欢vega8的答案，但我还想提一下，如果您的I2C主控制器不能快速计时，那么使用基于软件的I2C实现也是可行的，并为您提供所需的自由 .

    如果粗略计算显示在TWI ISR中花费的时间太长并且中断可能开始重叠，则可能需要考虑该方法 .

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  • 7
    void setup() 
{
    Wire.begin(0x11 | 0x12);       // Adr 11 and 12 are used for Alt and Speed by Spectrum DX
    Wire.onRequest(requestEvent);  // register callback function
    TWAMR = (0x11 | 0x12) << 1;    // set filter for given adr
}
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  • 1
    void requestEvent() {
    int adr = TWDR >> 1;  // move 1 bit to align I2C adr
    if (adr == 0x12)      // check for altitude request at adr 12
        Wire.write(tmpSpektrumDataAlt, 16); // send buffer
    if (adr == 0x11)      // check for speed request at adr 11
        Wire.write(tmpSpektrumDataSpd, 16); // send buffer
}

    这适用于带有遥测模块的Spectrum DX8 . Spectrum界面在Sectrums主页上公开 . 技术文件 .

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  • 1

    I2C总线上可能有其他器件，TWAMR应设置尽可能少的位 . 所以我认为计算面具的更好方法是：

    AddrOr =  Addr1 | Addr2 | Addr3 | Addr4 ... 
AddrAnd = Addr1 & Addr2 & Addr3 & Addr4 ...
TWAMR = (AddrOr ^ AddrAnd) << 1

    而TWAR可以设置为AddrOr或AddrAnd这样我们就可以将地址冲突的可能性限制在最小

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