使用Python開(kāi)發(fā)鴻蒙設(shè)備程序（2-I2C應(yīng)用實(shí)例）

作者：唐佐林 2021-09-24 09:08:31

今天的主題就是利用 GPIO 搭配 I2C 對(duì)外設(shè)進(jìn)行編程。主要內(nèi)容為：通過(guò)控制“智慧農(nóng)業(yè)”外設(shè)板上的傳感器，獲取當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度。

[[425361]]

想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)L問(wèn)：

51CTO和華為官方合作共建的鴻蒙技術(shù)社區(qū)

https://harmonyos.51cto.com

在上一篇帖子《使用Python開(kāi)發(fā)鴻蒙設(shè)備程序(1-GPIO外設(shè)控制)》中，已經(jīng)成功的使用 Python 對(duì) GPIO 上的外設(shè)進(jìn)行了控制。這其實(shí)不是什么大不了的事，從功能的角度也著實(shí)不值得炫耀!然而，這卻是非常重要的一步：在鴻蒙上用使用 Python 進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)編程是可行的!!!既然可行，加上 Python 語(yǔ)言天生的優(yōu)勢(shì)(易于掌握，開(kāi)發(fā)效率高)，那么真的值得持續(xù)打造，將鴻蒙上的 Python 進(jìn)行到底。

所以呢?

所以，今天的主題就是利用 GPIO 搭配 I2C 對(duì)外設(shè)進(jìn)行編程。主要內(nèi)容為：通過(guò)控制“智慧農(nóng)業(yè)”外設(shè)板上的傳感器，獲取當(dāng)前環(huán)境的溫度和濕度。

使用Python開(kāi)發(fā)鴻蒙設(shè)備程序（2-I2C應(yīng)用實(shí)例）-鴻蒙HarmonyOS技術(shù)社區(qū)

這塊外設(shè)板上的 SHT30 是一個(gè)溫度濕度傳感器，它通過(guò) I2C 與主控板(Hi3861)進(jìn)行連接。因此，SHT30 是一種 I2C 設(shè)備，只需要通過(guò) I2C 接口就能輕易對(duì)它進(jìn)行控制。什么是 I2C ? 一般能查到的定義都會(huì)是：I2C ( Inter-Integrated Circuit ) 是一種由 PHILIPS 公司開(kāi)發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設(shè)備。所以，把 I2C 直接看作總線是 OK 的，即：SHT30 與 Hi3861 直接通過(guò) I2C 總線相連。除此之外，也可以把 I2C 看作一種通信協(xié)議，即：SHT30 與 Hi3861 通過(guò) 2 根信號(hào)線連接在一起，并遵守預(yù)定義的規(guī)則，進(jìn)而能夠交換信息。

那么，是不是在開(kāi)發(fā)板上有 I2C 專(zhuān)用的物理線路呢?

答案是：沒(méi)有!

開(kāi)發(fā)板已經(jīng)提供了一堆用于普適輸入輸出的 GPIO 了，所以沒(méi)有必要為 I2C 提供專(zhuān)用的物理線路，只需要復(fù)用 GPIO 即可實(shí)現(xiàn) I2C 通信!

所以，下面的代碼就有了!

在原理上，I2C 需要 2 根信號(hào)線完成設(shè)備間的通信;其中 SDA 為串行數(shù)據(jù)線，用來(lái)傳輸起始標(biāo)志，應(yīng)答標(biāo)志和數(shù)據(jù);而 SCL 為串行時(shí)鐘線，用來(lái)對(duì)設(shè)備進(jìn)行同步。因此，在代碼層面，需要編程復(fù)用 2 個(gè) GPIO 完成對(duì) I2C 的支持。而 GPIO_0 能夠提供 I2C1_SDA 的功能，GPIO_1 能夠提供 I2C1_SCL 的功能，所以在真正初始化 I2C1 之前需要對(duì) GPIO_0 和 GPIO_1 進(jìn)行正確的功能設(shè)置，否則，設(shè)備間無(wú)法進(jìn)行通信。

當(dāng) GPIO 的初始化完成，接下來(lái)就是對(duì) I2C1 的初始化了，方法很簡(jiǎn)單：將 I2C1 的 ID 和波特率作為參數(shù)調(diào)用 i2c_init() ，可謂完全無(wú)難度。

最后，進(jìn)行設(shè)備初始化，這一步也只需要向目標(biāo)設(shè)備發(fā)送初始化命令即可，如：向 SHT30 發(fā)送 [0x22, 0x36] 。

Ok!相信上面的初始化代碼大家理解起來(lái)沒(méi)有問(wèn)題了。那么，我們來(lái)推理一下：有 I2C1 那么有沒(méi)有 I2C0 呢?

答案是：有! 鴻蒙 L0 設(shè)備目前通過(guò)復(fù)用 GPIO 的方式提供 2 個(gè) I2C 供使用。

當(dāng)初始化正確完成，接下來(lái)就是讀取 SHT30 上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)了!

上面的代碼非常簡(jiǎn)潔，但似乎不那么好理解!

沒(méi)關(guān)系，我們先來(lái)熟悉一下目前 Python 提供的 I2C 接口函數(shù)。

有了這個(gè)表格，我們很容易就能理解上面的代碼片段了，即：先向 I2C1 上的 SHT30 發(fā)送讀取命令 [0xE0, 0x00]，然后再?gòu)脑O(shè)備讀取 6 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。如果函數(shù)執(zhí)行成功，那么可得到從設(shè)備返回到的溫濕度數(shù)據(jù)。

完整交互過(guò)程如下圖所示：

這里對(duì) SHT30 返回的數(shù)據(jù)做一點(diǎn)說(shuō)明。如果讀取成功，SHT30 會(huì)返回 6 個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)，其中前 3 個(gè)字節(jié)表示溫度數(shù)據(jù)，后 3 個(gè)字節(jié)表示濕度數(shù)據(jù);并且，d[2] 和 d[5] 分別表示溫度和濕度的校驗(yàn)字節(jié)，通過(guò)這兩個(gè)字節(jié)即可判斷讀取到的溫濕度數(shù)據(jù)是否有效(注：本文的示例中，為了方便大家理解，沒(méi)有做數(shù)據(jù)校驗(yàn)的工作。)

最后就是溫濕度數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換了，方法如下：