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5. I2C

I2C通信の解説についてはこちらをご覧ください

目標

  • I2C通信の使い方を習得する

CubeMXの設定

  1. 使用するピンを設定する

    PB8およびPB9をそれぞれSCL, SDAに設定する

  2. パラメータを設定する

    primary slave addressの項目を任意の値\(x\)に設定する． $$ x \in\mathbb{R}| 1<x<255, x\bmod 2 = 0$$

  3. 通信するピンのGPIO設定

    2つのピンを両方ともPull-Upに設定した．
    CATION:通信相手や回路によってはデバイスの故障につながるので注意してください．

期待する動作

マイコンが動作開始すると同時にLEDが1秒間点灯する．その後，書き込まれているプログラムがMasterかSlaveかをシリアルで送信する．
Masterモードではuint16_t型の変数をカウントアップしながらI2Cで送信する．また，シリアルでも値が送信される．
SlaveモードではI2Cで受信した値をシリアルで送信する．
シリアルモニタで値を確認し，送信側と受信側で同じ値が表示されていれば正常である．

サンプルコード書き込み時の注意

#define MASTERもしくは#define SLAVEのどちらかをコメントアウトしてください.
#define SLAVEをコメントアウトした場合はI2CがMasterモードでデータを送信します．
#define MASTERをコメントアウトした場合はI2CがSlaveモードでデータを受信します．

コード解説

今回はサンプルコードで使用していないものであっても，知っているべき関数は示している．

HAL_I2C_Master_Transmit(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

Masterモードでデータを送信するために使用する．受信側のマイコンではHAL_I2C_Slave_Receive()を使用してデータの受信をする．

HAL_I2C_Master_Receive(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

Masterモードでデータを受信するために使用する．送信側のマイコンではHAL_I2C_Slave_Transmit()を使用してデータの送信をする．

HAL_I2C_Slave_Transmit(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

Slaveモードでデータを送信するために使用する．

HAL_I2C_Slave_Receive(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

Slaveモドでデータを受信するために使用する．

HAL_I2C_Mem_Read(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

主に，センサからデータの読み出しをする場合に使用する．一般的なセンサであれば，この関数を使用することでデータの取り出しが可能である．

HAL_I2C_Mem_Write(I2C_HandleTypeDef *hi2c, uint16_t DevAddress, uint16_t MemAddress, uint16_t MemAddSize, uint8_t *pData, uint16_t Size, uint32_t Timeout)

主に，センサに設定を書き込むときに使用する．

Source Code

slaveAddressの値はCubeMXで設定した値\(x\)にしてください．

#include "wrapper.hpp"

#include <string>
#include <array>

#include <usart.h>
#include <gpio.h>
#include <i2c.h>

#define MASTER
//#define SLAVE

uint16_t number = 0;
const uint8_t slaveAddress = 0;

void init(void){
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_SET);
    HAL_Delay(1000);
    HAL_GPIO_WritePin(GPIOA, GPIO_PIN_5, GPIO_PIN_RESET);
#ifdef MASTER
    std::string str = "this is master\n";
#endif
#ifdef SLAVE
    std::string str = "this is slave\n";
#endif
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)str.c_str(), str.length(), 100);
}

void loop(void){
#ifdef MASTER
    std::string str = "transmit : " + std::to_string(number) + "\n";
    HAL_I2C_Master_Transmit(&hi2c1, slaveAddress, (uint8_t *)&number, sizeof(number), 100);
    HAL_Delay(500);
    number += 1;
#endif
#ifdef SLAVE
    HAL_I2C_Slave_Receive(&hi2c1, (uint8_t *)&number, sizeof(number), 1000);
    std::string str = "transmit : " + std::to_string(number) + "\n";
#endif
    HAL_UART_Transmit(&huart2, (uint8_t *)str.c_str(), str.length(), 100);

}