咸阳市住房和城乡建设规划局网站,网站建设服务器需要钱吗,企业网络营销方案设计,如何做大型网站一、串口通讯 只能在两个设备之间进行 若要三台设备两两通信#xff0c;则每个设备得需要两组窗口#xff0c;为3组相互独立的窗口通讯 为解决这个问题#xff1a;设计了总线通讯#xff0c;有多种#xff0c;I2C为其中一种 二、I2C通信
#xff08;1#…一、串口通讯 只能在两个设备之间进行 若要三台设备两两通信则每个设备得需要两组窗口为3组相互独立的窗口通讯 为解决这个问题设计了总线通讯有多种I2C为其中一种 二、I2C通信
1特点 1、同步、半双工 2、带数据应答 3、支持总线挂载多设备一主多从、多主多从 4、可以是软件IC和硬件IC 2时钟线和数据线 1、主机任何情况下主机完全掌握SCL线在空闲状态下主机可以主动发起对SDA控制只有在从机发送数据和从机应答时主机才会转交SDA的控制权给从机 2、SCL时钟线在任何时刻都只能被动的读取从机不允许控制SCL线, 3、SDA数据线从机不允许主动发起对SDA的控制只有在主机发送读取从机的命令后从机应答的时候从机才能短暂的获取SDA的控制权 4、主机拥有SCL的绝对控制权所以主机的SCL可以配置成推挽输出所有从机的SCL都配置成浮空输入或者上拉输入 5、为了实现输出输入半双工避免总线没协调好导致电源短路I2C规定禁止所有设备输出强上拉的高电平采用外置若上拉电阻加开漏输出的电路 6、SCL和SDA各添加一个上拉电阻阻值一般为4.7KΩ左右 3SCL和SDA的状态 当SCL和SDA都为高电平为空闲状态时起始和终止都是由主机产生的故空闲时从机始终放开 当SCL为高电平SDA为下降沿的的状态时为开始发送数据起始发送数据完成 当SCL为高电平SDA为上升沿的的状态时为数据发送完成 发送数据的过程为下图 当时钟线为高电平时数据线上的数据必须保持稳定比如时钟线为高时数据线上的数据始终为高完成逻辑1的传输保持低电平则为0。主机在接受之前需要释放SDA释放SDA相当于切换成输入模式所有设备和主机都处于输入模式当主机需要发送时就可以主动去拉低SDA而主机在接收的时候必须主动释放SDA 4例子单片机向从设备写信息 假设上述是主机给24C02发送数据 由上图可知 24C02的设备地址位1010 000主机在24C02的 0000 0000的存储位置写入0000 1111的数据 1读写数据位读数据置1写数据置0 2第一个应答信号信号时由从机发送给主机如果从机收到之前的信息回复0没有收到或者主机读取接收完成回复1 3第二个应答信号单片机需要存储器返回一个应答信号 4第三个应答信号发送完数据后需要再给主机发送应答信号0告诉主机写入成功 5最后写入停止位SCL为高电平SDA为上升沿 5读数据帧 前半部分指定地址写但没来得及写后半部分指定地址读 首先写入设备地址然后写数据 接下来写寄存器的地址在收到从机的应答信号之后主机再发送一个起始号 再发送一遍设备地址然后才能发送读数据接下来存储器会把寄存器中的数据发送给单片机。 最后一部分的数据可以多来几个就可以写多个数据地址指针在读后会自增就可以连续读出一片区域的寄存器效率也会变高。 主机给应答从机就会继续发主机给非应答从机不会再法发交出SDA的控制权从机控制SDA发送一个字节的权力开始于读写标志位1结束于主机给应答位为1 6开漏输出和推挽输出 任何设备在任何时刻都可以输入但在输出部分采用的是开漏输出 推挽输出上面一个开关管接到正极下面一个开关管接到负极上面导通输出高电平下面导通输出低电平,因为这是通过开关管直接接到正极和负极的所以这个是强上拉和强下拉的模式 开漏输出去掉强上拉的开关管输出低电平时下面导通是强下拉输出高电平时下面断开但是没有上管了引脚浮空故所有设备只能输出低电平而不能输出高电平 为了避免高电平造成的引脚浮空需要在总线外面SCL和SDA各置一个上拉电阻弱上拉 开漏加弱上拉模式同时兼具的输入和输出的功能 要输出时就去拉杆子或者放手操作杆子变化就行了 要输入时就直接放手然后观察杆子高低就行了 因为开路模式下输出高电平就相当于断开硬件所以在输入之前可以直接输出高电平不需要再切换成输入模式 第三就是这个模式会有个“线与”的现象只要有任意一个或多个设备输出了低电平总线就处于低电平 只有所有的设备都输出高电平总线才处于高电平 (7) 两个实验 1、介绍协议规则用软件模拟的形式实现协议AT24C02存储器模块 通过数据线实现单排年纪读写外挂模块寄存器的功能 在指定的位置写寄存器对外挂模块进行配置 在指定的位置度寄存器获取外挂模块的数据读出的数据会显示显示屏上 本节课程主要有两个代码 1、软件I2C读写MPU6050 2、硬件I2C读写MPU6050 代码实现的效果是一样的 软件I2C读写MPU6050的程序现象 通过软件I2C协议对MPU6050在本实验中ID号为0x68芯片内部的寄存器进行读写 写入到配置寄存器可以对外挂的模块及进行配置 读出数据寄存器可以获取外挂的数据 最终显示在屏幕上 最上面id号 左边加速度传感器的输出数据x轴y轴和z轴的加速度 右边陀螺仪传感器的输出数据x轴y轴和z轴的角速度 改变MPU6050传感器的姿态6个数据就会对应变化 8异步时序和同步时序
a、异步时序 1、好处省一根时钟线节省资源 2、坏处对时钟要求严格发送方和接收方时钟不能由过大的偏差 传输过程中单片机进中断发送方时序暂停接受方仍会按照约定的速率读取传输出错 故异步时序的缺点非常依赖硬件外设的支持必须有USART电路才能方便的使用,否则很难用软件模拟。 b、同步时序时钟要求不严格对电路依赖度低 1、设计时钟线则对传输的时间要求变低 2、在单方面暂停传输时时钟线也暂停传输双方都能定格在暂停的时刻可过段时间再来继续 3、极大的降低单片机对硬件电路的依赖没有硬件电路的支持也可以很方便的用软件手动翻转电平来实现通信 三、MPU6050
(1)MPU6050简介 • MPU6050 是一个 6 轴姿态传感器可以测量芯片自身 X 、 Y 、 Z 轴的加速度、角速度参数通过数据融合可进一步得到姿态角常应用于平衡车、飞行器等需要检测自身姿态的场景 • 3 轴加速度计 Accelerometer 测量 X 、 Y 、 Z 轴的加速度 • 3 轴陀螺仪传感器 Gyroscope 测量 X 、 Y 、 Z 轴的角速度 (2)MPU6050参数 • 16 位 ADC 采集传感器的模拟信号量化范围 -32768~32767 • 加速度计满量程选择 ±2 、 ±4 、 ±8 、 ±16 g • 陀螺仪满量程选择 ±250 、 ±500 、 ±1000 、 ±2000 °/sec • 可配置的数字低通滤波器 • 可配置的时钟源 • 可配置的采样分频 •I2C从机地址1101000AD00 1101001AD01 例如从机地址为0x680x681|1或者0x681|0当作从机地址因为传输的时候是8个字节前七个是地址最后一位是数据读写位 若物体运动剧烈选择大量程防止加速度或角速度超出了量程 若物体运动平缓选择小量程则测量的分辨率比较大 满量程越大测量范围就越广 满量程越小测量分辨率就越高 满量程和加速度是线性关系 可配置数字低通滤波器配置寄存器对输出数据进行低通滤波消除数据抖动使数据输出平缓 时钟源通过分频器的分频可以为AD转换给内部其他电路提供时钟 控制分频系数就可以控制AD转换的快慢 3MPU6050硬件电路 a、左上角LDO 为低压差线性稳压器输入端可以是3.3V到5V经过后输出稳定3.3V的电压 b、右下角J1 CON1模块 左下角XCL和XDA通常就是用于外接磁力计或者气压计在无人机需要定高飞行需要增加气压计的时候使用 当接上磁力计或气压计之后MPU6050的主机接口可以直接访问这些扩展芯片的数据 把这些扩展芯片的数据读取到MPO6050里面在MPO6050里面会有DMP单元进行数据融合和姿态解算 若不需要MPO6050的解算功能可以把磁力计或气压计直接挂载在SCL和SDA总线上 AD0引脚是从机地址的最低位接低电平时候7为从机地址为110 1000接高电平时7位从机地址是110 1001AD0接了一个电阻故悬空是低电平状态若想要接高电平可以把AD0直接引导VCC上强上拉至高电平 INT:中断输出引脚可以配置芯片内部的一些事件来触发中断引脚的输出 比如数据准备好了、I2C主机错误等
