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[Vision Board创客营]SCI_I2C读写传感器寄存器实践

发布于 2024-05-22 23:22:28 浏览：319 订阅该版

[tocm]

# 一、前言
首先感谢rtt提供了一个创客营的这个机会；本文记录使用vision board实现SCI_I2C读写传感器寄存器实践的过程；
最终测评的code工程,可以在以下地址中clone到
https://github.com/8-rtt-study/3_vision_board_gg.git

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/2bd39d50f7ba89b4c8c5ba58d43eca21.png.webp)

# 二、软件环境搭建
## 1、资料下载

> 参考官网的文档说明，先把资料都下载下来；
https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/hw-board/ra8d1-vision-board/ra8d1-vision-board

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240417/1b15d3e3440bb33eb54b64ecb5319e68.png)
 ##2、软件安装
> ** 本文主要使用IDE来进行开发
 
 ### （1）renesas fsp5.1.0(芯片配置工具)
 这个软件用于自动生成驱动配置，类似stm32的cubemx;
 ### （2）RT-Thread Studio（开发工具）
 个人而言，这个软件的中间件配置过程比evn方便一些；不过这个云盘里面没有，自己去官网下载吧；https://www.rt-thread.org/studio.html

## 3、环境配置
> 这里主要参考官网就可以：
从这个位置往下看；
https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/hw-board/ra8d1-vision-board/ra8d1-vision-board

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/3e5cbb1a6f4922bae7685b8980f7385e.png.webp)

# 三、ra 配置工具的使用
## 1、在ide中打开RA 配置工具

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240417/322eac08fdd59d88b157e559d5bf24f8.png.webp)
## 2、找到ra安装的安装目录
只有第一次打开需要选择安装的目录
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240417/3081b65eecbf00f54c0910ce3ee1feb5.png.webp)

##3、生成sci的iic驱动

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/bb0dc76a9917a8ff775660cadc8a08ba.png.webp)

##4、确认IO口和通道
> - sci是一个新的东西，按照spec所说，1个sci可以配置成3种不同的串行通信接口；而这个mcu一共有7个sci;所以我们只需要选择其中一个sci，将其配置成iic接口即可；本次实践中，选择通道sci3，因为实际发现只有sci3的iic被引到排针上，且io口未被其他模块占用

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![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/f764d59593bf4462d94a3a2bb98b3845.png.webp)

# 四、RT Thread Settings
## 1、添加sci iic组件
**不得不说ide的组件丝滑开启效果，使得rtt在众多rtos中让人备受喜爱🥰**

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240417/1a7d568e1a0bae2ba3046378804fb44d.png.webp)
**直接搜索关键字，就可以跳转直接开启**

###（1）使能sci3_iic设备驱动

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/8101438ae2b59924f11fa13c48843b23.png.webp)
### （2）添加测试代码
这个测试代码实际是从官网的iic示例中，修改而来；
```c
/*
 * 程序清单：这是一个 I2C 设备使用例程
 * 例程导出了 i2c_aht10_sample 命令到控制终端
 * 命令调用格式：i2c_aht10_sample i2c1
 * 命令解释：命令第二个参数是要使用的I2C总线设备名称，为空则使用默认的I2C总线设备
 * 程序功能：通过 I2C 设备读取温湿度传感器 aht10 的温湿度数据并打印
*/

#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>

#define AHT10_I2C_BUS_NAME          "sci3i"  /* 传感器连接的I2C总线设备名称 */
#define AHT10_ADDR                  0x0D    /* 从机地址 */
#define AHT10_CALIBRATION_CMD       0xE1    /* 校准命令 */
#define AHT10_NORMAL_CMD            0xA8    /* 一般命令 */
#define AHT10_GET_DATA              0xAC    /* 获取数据命令 */

#define QCM5883L_ID_ADDR            0x0D
#define IST8310_ID_ADDR             0x0E

static struct rt_i2c_bus_device *i2c_bus = RT_NULL;     /* I2C总线设备句柄 */
static rt_bool_t initialized = RT_FALSE;                /* 传感器初始化状态 */

/* 写传感器寄存器 */
static rt_err_t write_reg(struct rt_i2c_bus_device *bus, rt_uint8_t reg, rt_uint8_t *data)
{
    rt_uint8_t buf[3];
    struct rt_i2c_msg msgs;
    rt_uint32_t buf_size = 1;

buf[0] = reg; //cmd
    if (data != RT_NULL)
    {
        buf[1] = data[0];
        buf[2] = data[1];
        buf_size = 3;
    }

msgs.addr = AHT10_ADDR;
    msgs.flags = RT_I2C_WR;
    msgs.buf = buf;
    msgs.len = buf_size;

/* 调用I2C设备接口传输数据 */
    if (rt_i2c_transfer(bus, &msgs, 1) == 1)
    {
        return RT_EOK;
    }
    else
    {
        return -RT_ERROR;
    }
}

/* 读传感器寄存器数据 */
static rt_err_t read_regs(struct rt_i2c_bus_device *bus, rt_uint8_t len, rt_uint8_t *buf)
{
    struct rt_i2c_msg msgs;

msgs.addr = AHT10_ADDR;
    msgs.flags = RT_I2C_RD;
    msgs.buf = buf;
    msgs.len = len;

/* 调用I2C设备接口传输数据 */
    if (rt_i2c_transfer(bus, &msgs, 1) == 1)
    {
        return RT_EOK;
    }
    else
    {
        return -RT_ERROR;
    }
}

static void read_temp_humi(float *cur_temp, float *cur_humi)
{
    rt_uint8_t temp[6];

write_reg(i2c_bus, AHT10_GET_DATA, RT_NULL);      /* 发送命令 */
    rt_thread_mdelay(400);
    read_regs(i2c_bus, 6, temp);                /* 获取传感器数据 */

/* 湿度数据转换 */
    *cur_humi = (temp[1] << 12 | temp[2] << 4 | (temp[3] & 0xf0) >> 4) * 100.0 / (1 << 20);
    /* 温度数据转换 */
    *cur_temp = ((temp[3] & 0xf) << 16 | temp[4] << 8 | temp[5]) * 200.0 / (1 << 20) - 50;
}

static void aht10_init(const char *name)
{
    rt_uint8_t temp[10] = {0};

/* 查找I2C总线设备，获取I2C总线设备句柄 */
    i2c_bus = (struct rt_i2c_bus_device *)rt_device_find(name);

if (i2c_bus == RT_NULL)
    {
        rt_kprintf("can't find %s device!\n", name);
    }
    else
    {
        // write_reg(i2c_bus, AHT10_NORMAL_CMD, temp);
        // rt_thread_mdelay(400);

// temp[0] = 0x08;
        // temp[1] = 0x00;
        // write_reg(i2c_bus, AHT10_CALIBRATION_CMD, temp);
        // rt_thread_mdelay(400);

write_reg(i2c_bus, 0x0D, RT_NULL);

read_regs(i2c_bus,1,temp);

if(temp[0] == 0xFF)
        {
            rt_kprintf("[QCM5883L][who am i][ok]\r\n");            
        }
        else
        {
            rt_kprintf("[QCM5883L][who am i][fail]\r\n");
        }
    }
}

static void i2c_aht10_sample(int argc, char *argv[])
{
    float humidity, temperature;
    char name[RT_NAME_MAX];

humidity = 0.0;
    temperature = 0.0;

if (argc == 2)
    {
        rt_strncpy(name, argv[1], RT_NAME_MAX);
    }
    else
    {
        rt_strncpy(name, AHT10_I2C_BUS_NAME, RT_NAME_MAX);
    }

if (!initialized)
    {
        /* 传感器初始化 */
        aht10_init(name);
    }

// if (initialized)
    // {
    //     /* 读取温湿度数据 */
    //     read_temp_humi(&temperature, &humidity);

//     rt_kprintf("read aht10 sensor humidity   : %d.%d %%\n", (int)humidity, (int)(humidity * 10) % 10);
    //     if( temperature >= 0 )
    //     {
    //         rt_kprintf("read aht10 sensor temperature: %d.%d°C\n", (int)temperature, (int)(temperature * 10) % 10);
    //     }
    //     else
    //     {
    //         rt_kprintf("read aht10 sensor temperature: %d.%d°C\n", (int)temperature, (int)(-temperature * 10) % 10);
    //     }
    // }
    // else
    // {
    //     rt_kprintf("initialize sensor failed!\n");
    // }
}
/* 导出到 msh 命令列表中 */
MSH_CMD_EXPORT(i2c_aht10_sample, i2c aht10 sample);

```
# 五、硬件环境搭建
##1、主板端io口
注意:iic端口的两条线是下面红色圈的哦

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/cf6bc384a27402d9497ea6007a471952.png.webp)
##2、硬件环境连接
如下图所示，主板给mag传感器供电和iic通信连接，在连接处，使用逻辑分析仪来监听数据；
![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/620d4d8da7dcbfd8c331c0d6541be7b2.png.webp)
##3、硬件spec说明

![screenshot_568e14312c23eda71782772fca8f2d6.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/dc0e19396e2973344fcc5db85c61f072.png.webp)

![screenshot_82702619337f6be1e1ff90dbd3f6816.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/9f15eccafbdd1bc00098892b53b9eaed.png.webp)
#六、实验和验证
##1、使用msh命令
> i2c_aht10_sample

![screenshot_image.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/c2b10fda9df0c021b1294aa886a59526.png.webp)
##2、逻辑分析仪数据和spec说明
可以看到，在示例中，主机先发送了寄存器地址，然后读取到0xFF，符合spec要求，说明验证成功；
![screenshot_328bfd9acf7c404658634a05e8c1e57.png](https://oss-club.rt-thread.org/uploads/20240522/1b7b13188b0ecd36fccd18bb69e8b09f.png.webp)