CircuitPython、Adafruit Feather RP2040 和 I2C

正如您可能从标题猜到的那样，本文将讨论 CircuitPython、Adafruit Feather RP2040 和 I2C 通信协议。

RP2040有两个I2C控制器--例如，当你想用相同的I2C地址运行两个I2C设备时，就很好。

在我的测试设置中，我有一个Adafruit Feather RP2040微控制器板，并连接了两个我们的 BME688分线板 - 一个使用引脚SCL+SDA，一个使用A1（用于SCL）+A0（用于SDA）。

我使用的是CircuitPython的7.0.0版本。 你可以从这里下载.

此外，我把Adafruit的所有库都安装到了 枰子 在Feather RP2040上的文件夹。(Feather RP2040的Flash有足够的空间来实现这一点)

你可以下载这些库，在 Adafruit CircuitPython捆绑包在此.(我下载了 adafruit-circuitpython-bundle-7.x-mpy-20211123.zip)

注意事项：要安装这些库，只需将它们复制到安装在您电脑上的CIRCUITPY "驱动器 "的lib文件夹中。当然，你必须只复制库，而不是例子和其他东西。

使用Adafruit的东西的最大好处是，你可以得到大量的例子，涵盖了许多流行的芯片，你可以非常容易地开始使用它。比如使用SPI驱动microSD卡，读取RTC，以及从BME680传感器读取数据。

在CircuitPython中测试I2C

我有如下设置，因为我想独立驱动两个设备（在这种情况下，它们恰好有相同的地址）。

请注意，我们的BME688分线板已经包括SDA和SCL的上拉电阻。(你需要在SDA和SCL上设置上拉器）。

注2：我们的BME688分线板有改变地址的选项，所以这个方案是为了演示的目的。

为了依次驱动这两个引脚组（以发现设备），我使用了以下代码。

print("Scanning SCL / SDA")
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
# a scan
i2c.try_lock()
print(i2c.scan())
i2c.unlock()
i2c.deinit()

print("Scanning A0 / A1")
si2c = busio.I2C(board.A1, board.A0)
# a scan
si2c.try_lock()
print(si2c.scan())
si2c.unlock()

注释： i2c.deinit() 是这个特定例子工作的关键!(因为SCL / SDA和A0 / A1都有相同的硬件I2C外围--见下文）。

这应该输出以下内容。

Scanning SCL / SDA
[119]
Scanning A0 / A1
[119]

这里，119是 十进制为十六进制0x77 - 这就是我们的BME688分线板在默认状态下的地址。

两块板子都看到了，在个别扫描中依次出现。

问题是，我们想同时使用它们。

在Adafruit Feather RP2040上同时运行两条I2C总线

CircuitPython支持 两个 硬件控制器（SDA0/SCL0和SDA1/SCL1）。你不需要设置任何配置（你想使用哪个控制器，或如何混用引脚）--这由 公交车 为你。

但你需要注意的是，你使用的是哪种针脚，因为针脚将只提供 一 在每一种情况下，如果你碰巧选择了冲突的引脚，你将得到 ValueError:I2C外围设备正在使用中 .

如果你想使用 "冲突 "的引脚，例如SCL/SDA（有SCL1和SDA1）和A0/A1（也有SCL1和SDA1），你将需要对其中一个端口进行咬接。

下面是如何在不调用deinit()的情况下扫描这个引脚配置。

import board
import busio
import bitbangio
# https://circuitpython.readthedocs.io/en/latest/shared-bindings/bitbangio/index.html

print("Scanning SCL / SDA - main I2C")
i2c = busio.I2C(board.SCL, board.SDA)
# a scan
i2c.try_lock()
print(i2c.scan())
i2c.unlock()
# no need to call deinit here!
#i2c.deinit()

print("Scanning A0 / A1 - secondary I2C [bitbang!]")
si2c = bitbangio.I2C(board.A1, board.A0)
# a scan
si2c.try_lock()
print(si2c.scan())
si2c.unlock()

# we also do not need to call deinit here
#i2c.deinit()

我们正在使用 咬牙切齿 来驱动一个二级I2C。在我的例子中，次级I2C用于内部用途（用于端口扩展器），而且很可能可以使用较低的接口速度。

注意：你不能在软件中选择路由到引脚的I2C外设--如果你需要一个不同的外设，你需要使用不同的引脚。

排除I2C错误的故障

ValueError:I2C外围设备正在使用中

如果你在两个端口都使用busio.I2C。检查你是否已经在使用相同的硬件I2C外设--以及你是否需要重新分配你的引脚。

例如，SCL和SDA ，以及A0和A1共享相同的硬件I2C外设（SCL1 / SDA1 - 参见本文的Adafruit Feather RP2040引脚图）。

如果你确实想使用相同的引脚设置，你可以使用bitbangio来 "创建 "一个额外的软件控制的I2C端口。这样做的缺点是这个软件I2C端口的速度较低，而且CPU负载较高。

RuntimeError:在SDA或SCL上没有发现上拉装置；检查你的接线方式

如果你得到以下错误

RuntimeError:在SDA或SCL上没有发现上拉装置；检查你的接线方式

那么你应该在电路板上的3V3（3.3V引脚）和你的SDA和SCL引脚之间分别安装上拉电阻。这些是正常I2C操作所需要的（设备拉低I2C引脚进行通信，总线上的默认/空闲状态是高电平）--Adafruit Feather RP2040上没有。许多Adafruit的外设和其他公司的外设都有这些功能（比如，我们自己的 BME688分线板).

如果你不知道什么是上拉：这基本上是在有关引脚（如SDA）和3.3V电源引脚之间的一个电阻。它不需要非常精确。你应该从10 kOhm的电阻开始，如果这不起作用，可以尝试用1 kOhm的电阻来做一个 "更硬 "的上拉。

TimeoutError。时钟拉伸时间过长

检查你想对话的芯片是否正常供电。

杂项说明

• Adafruit Feather RP2040上有一个NeoPixel LED。镍Pixels使用专有协议它们不使用I2C。
• ǞǞǞ Adafruit CircuitPython Community Bundle 有几个额外的驱动程序
• 有一个 DebugI2C帮助器
• ǞǞǞ 支持矩阵 会显示你的板子支持哪些模块（例如Adafruit Feather RP2040）。

参考资料/资源/链接/进一步阅读

• Adafruit CircuitPython Bundle (CircuitPython的库)
• CircuitPython Busio文件
• CircuitPython板文件
• 关于RP2040的CircuitPython文件
• CircuitPython I2C Essentials

想进一步了解 I2C？查看 点击此处查看我们的文章.