ESP8266 I2C: настройка для master и slave

Введение

ESP8266 — это мощный микроконтроллер с встроенным Wi-Fi, который широко используется в проектах Интернета вещей (IoT). Одной из ключевых его особенностей является поддержка интерфейса I2C, который позволяет подключать различные периферийные устройства, такие как датчики и дисплеи. В этой статье мы рассмотрим, как настроить и использовать интерфейс I2C на ESP8266, а также приведем пример кода настройки интерфейса I2C для режимов master и slave.

Особенности интерфейса I2C на ESP8266:

1. Гибкость в выборе пинов: На ESP8266 можно настроить любые два доступных GPIO пина для работы в режиме I2C. По умолчанию используются GPIO4 (SDA) и GPIO5 (SCL).
2. Поддержка множества устройств: Интерфейс I2C поддерживает подключение до 127 устройств, что делает его очень удобным для сложных проектов.
3. Простота реализации: С помощью библиотеки Wire, доступной в Arduino IDE, настройка и использование I2C на ESP8266 становятся очень простыми.

Объявления интерфейса I2C Master на ESP8266

#include <Wire.h>

// Определение пинов для I2C
#define SDA_PIN 4
#define SCL_PIN 5

// I2C адрес ведомого устройства (например, 0x27)
#define SLAVE_ADDR 0x27

void setup() {
  // Инициализация последовательного порта для вывода данных
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Инициализация I2C на ESP8266");

  // Настройка I2C с использованием определенных пинов
  Wire.begin(SDA_PIN, SCL_PIN);
}

void loop() {
  // Циклическая отправка строки "Hello world!" на ведомое устройство
  Wire.beginTransmission(SLAVE_ADDR);
  Wire.write("Hello world!");
  Wire.endTransmission();

  // Вывод сообщения в Serial Monitor
  Serial.println("Отправлено: Hello world!");

  // Задержка 1 секунда
  delay(1000);
}

Объяснение кода:

1. Подключение библиотеки Wire:
   • #include <Wire.h> включает библиотеку Wire, необходимую для работы с I2C.
2. Определение пинов SDA и SCL:
   • #define SDA_PIN 4 и #define SCL_PIN 5 задают пины для линии данных и линии тактового сигнала.
3. Определение I2C адреса ведомого устройства:
   • #define SLAVE_ADDR 0x27 задает I2C адрес ведомого устройства. В данном примере используется адрес 0x27, который нужно заменить на адрес вашего устройства.
4. Инициализация I2C:
   • Wire.begin(SDA_PIN, SCL_PIN) инициализирует I2C интерфейс с заданными пинами.
5. Циклическая отправка данных:
   • В loop() происходит циклическая отправка строки «Hello world!» на ведомое устройство. Сначала открывается I2C передача с Wire.beginTransmission(SLAVE_ADDR), затем данные отправляются с помощью Wire.write(«Hello world!»), и передача завершается вызовом Wire.endTransmission().
   • Сообщение об отправке выводится в Serial Monitor с Serial.println(«Отправлено: Hello world!»).
   • Задержка в 1 секунду между отправками обеспечивается функцией delay(1000).

Объявления интерфейса I2C Slave на ESP8266

#include <Wire.h>

// Определение I2C адреса для ESP8266 в режиме slave
#define SLAVE_ADDR 0x08

// Буфер для хранения полученных данных
String receivedData = "";

void setup() {
  // Инициализация последовательного порта для вывода данных
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("Инициализация I2C Slave на ESP8266");

  // Настройка ESP8266 в режиме I2C slave с заданным адресом
  Wire.begin(SLAVE_ADDR);

  // Установка функции-обработчика для приема данных
  Wire.onReceive(receiveEvent);
}

void loop() {
  // Основной цикл программы, здесь можно добавить код для обработки полученных данных
  if (receivedData.length() > 0) {
    Serial.print("Получено: ");
    Serial.println(receivedData);
    // Очистка буфера после обработки данных
    receivedData = "";
  }

  // Небольшая задержка для стабильной работы
  delay(100);
}

// Функция-обработчик для приема данных от I2C master
void receiveEvent(int howMany) {
  receivedData = "";
  while (Wire.available()) {
    char c = Wire.read(); // Чтение каждого байта из буфера
    receivedData += c; // Добавление байта к строке
  }
}

Объяснение кода:

1. Подключение библиотеки Wire:
   • #include <Wire.h> включает библиотеку Wire, необходимую для работы с I2C.
2. Определение I2C адреса:
   • #define SLAVE_ADDR 0x08 задает I2C адрес для ESP8266 в режиме slave. Этот адрес можно изменить на необходимый вам.
3. Инициализация последовательного порта:
   • Serial.begin(115200) и Serial.println(«Инициализация I2C Slave на ESP8266») инициализируют последовательный порт для вывода данных.
4. Настройка ESP8266 в режиме I2C slave:
   • Wire.begin(SLAVE_ADDR) настраивает ESP8266 в режиме slave с заданным адресом.
5. Установка функции-обработчика:
   • Wire.onReceive(receiveEvent) устанавливает функцию receiveEvent как обработчик для приема данных от master.
6. Основной цикл программы:
   • В loop() происходит проверка, если в буфере receivedData есть данные, они выводятся в Serial Monitor и затем буфер очищается.
7. Функция-обработчик для приема данных:
   • void receiveEvent(int howMany) — эта функция вызывается автоматически при получении данных от I2C master. Внутри функции читаются все доступные байты из буфера и сохраняются в строку receivedData.

Заключение

Интерфейс I2C на ESP8266 предоставляет отличные возможности для подключения и управления различными периферийными устройствами. Благодаря гибкости настройки пинов и поддержке множества устройств, I2C становится важным инструментом для разработчиков. Приведенный пример кода поможет вам быстро начать работу с I2C на ESP8266 и циклически отправлять данные на ведомое устройство.

FAQ

1. Какие пины используются для I2C на ESP8266?
По умолчанию используются GPIO4 (SDA) и GPIO5 (SCL), но вы можете настроить любые доступные GPIO пины.

2. Какую библиотеку использовать для работы с I2C на ESP8266?
Используйте библиотеку Wire, которая входит в стандартный набор библиотек Arduino IDE.

3. Сколько устройств можно подключить к I2C шине?
Интерфейс I2C поддерживает подключение до 127 устройств.

4. Как часто можно отправлять данные по I2C?
Частота отправки данных зависит от ваших требований. В примере используется задержка в 1 секунду, но вы можете настроить её по своему усмотрению.