ESP32上的两个独立I2C总线如何单独连接两个传感器
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您有两个传感器,具有相同的I2C地址,您希望通过为每个传感器使用单独的I2C总线连接到ESP32。
您有一个微控制器和两个相同的传感器,这意味着它们具有相同的I2C地址。如果没有多路复用器或配置传感器的I2C地址的可能性,则无法将它们连接到相同的I2C总线。但是,在提供配置任何GPIO引脚对作为I2C总线的能力的板上,您可以将两个传感器连接到它们自己的I2C总线。
在本例中,我们使用ESP32,它支持多个I2C总线和两个盛思锐SCD41 CO2传感器评估板。您可以使用任意两个传感器,无论它们是相同的产品还是具有相同I2C地址的不同传感器。评估板很方便,因为我们可以将它们与评估套件中的电缆连接起来。
一般工作原理
我们要连接的两个SCD41传感器的I2C地址为0x62,无法更改。因此,为了与来自微控制器的两个传感器通信,我们将为每个传感器使用单独的I2C总线。每个I2C总线需要一个引脚用于SDA线,一个引脚用于SCL线。第一个传感器将连接到标准I2C引脚。对于第二个I2C总线,我们需要定义两个要使用的GPIO引脚并将第二个传感器连接到这些引脚。在软件方面,我们使用标准的Wire库。对于连接到默认引脚的第一个传感器,您可以使用预配置的“Wire”实例。对于第二个传感器,我们需要配置第二个实例“Wire1”,以使用所选引脚。作为最后一步,我们将创建传感器驱动程序类的两个实例,并使用标准I2C总线初始化一个实例,使用自定义I2C总线初始化另一个实例。
布线
首先,我们需要定义将用于两个I2C总线的引脚。对于I2C总线A,我们可以使用板的默认I2C引脚。对于ESP32 DevKitC,这些是引脚21 (SCL)和引脚22 (SDA)。对于I2C总线B,我们可以选择任意两个GPIO(通用输入输出)引脚。如果您使用的是不同的电路板,检查规格以确定是否有任何引脚具有阻止它们用作GPIO引脚的特殊配置是很重要的。在我们的例子中,我们为I2C总线B选择了引脚17和16。
上拉电阻
在I2C数据(SDA)和时钟(SCL)线上安装上拉电阻对于良好的信号质量和稳健的通信非常重要。您可以在I2C上拉电阻介绍中了解更多信息。
ESP32 DevKitC单板保证GPIO线自动拉到高电平。因此,不需要为您打算使用的引脚手动连接或配置上拉电阻。
接线图
由于SCD41传感器兼容3.3V和5V,我们可以将一个传感器连接到3.3V引脚,另一个连接到5V引脚。如果两个传感器需要相同的电压,它们可以通过面包板连接。
对于本例,应该按照下图所示进行布线:
•SEK - SCD41A -引脚1至ESP32引脚22 (SCL,黄色电缆)
•SEK - SCD41A -引脚2到ESP32 GND(接地,黑色电缆)
•SEK - SCD41A -引脚3到ESP32 3V3(传感器电源电压,红色电缆)
•SEK - SCD41A -引脚4至ESP32引脚21 (SDA,绿色电缆)
•SEK - SCD41B -引脚1至ESP32引脚17 (SCL,黄色电缆)
•SEK - SCD41B -引脚2到ESP32 GND(接地,黑色电缆)
•SEK - SCD41B -引脚3到ESP32 5V(传感器电源电压,红色电缆)
•SEK-SCD41 B -引脚4至ESP32引脚16 (SDA,绿色电缆)
在稍后配置软件时,重要的是要记住为第二个I2C总线分配的引脚。具体来说,我们使用引脚16用于I2C数据(SDA),引脚17用于I2C时钟(SCL)和。
软件设置
首先,您需要包含Wire库:
我们正在使用Arduino ESP32平台,其中包括Wire库。
我们可以使用Wire实例,而不需要对连接到“I2C总线A”(默认的I2C总线)的传感器进行任何修改。我们只需要初始化总线:
对于“I2C总线B”,我们需要配置一个自定义TwoWire实例。有一个名为Wire1的预定义实例,我们可以配置它来使用我们在setup()函数中使用以下代码行定义的引脚:
然后,通过I2C总线向传感器发送命令的代码需要知道哪个传感器使用哪个总线。因此,您需要相应地配置传感器实例。首先,为每个传感器创建一个驱动程序实例。
它们的作用域应该是全局的,这样就可以在setup()和loop()中引用它们。
然后,在setup()函数中,为传感器分配I2C总线:
确保您确实为传感器b分配了Wire1,以便它使用自定义设置I2C总线。
现在可以向传感器发送任何I2C命令,例如启动测量和检索值。
您可以在ESP32 I2C教程中使用Arduino IDE找到如何在ESP32平台上配置多个I2C总线的更多细节和选项。
本文编译自hackster.io