Использование интерфейса I2C в STM32F103C8: схема и программа

Интерфейс I2C в настоящее время является одним из самых популярных интерфейсов для связи между внутренними компонентами электронной аппаратуры. Ранее на нашем сайте мы рассматривали статью про использование интерфейса I2C в плате Arduino, в которой демонстрировали возможность связи между двумя платами Arduino по протоколу I2C. В этой же статье мы заменим одну из плат Arduino в отмеченном проекте на плату STM32F103C8, которая также известна под названием STM32 Blue Pill ("синяя таблетка"). Таким образом, мы рассмотрим использование интерфейса I2C в плате STM32F103C8 (Blue Pill) и ее связь по данному интерфейсу с платой Arduino.

Если сравнивать интерфейс I2C (Inter Integrated Circuits) в платах STM32F103C8 Blue Pill и Arduino Uno мы увидим, что в плате Arduino он реализуется с помощью микроконтроллера ATMEGA328, а в плате STM32F103C8 – с помощью микроконтроллера ARM Cortex M3. Плата Arduino Uno имеет только одну шину I2C, а плате STM32 их две. К тому же по вычислительным возможностям плата STM32F103C8 значительно превосходит плату Arduino Uno.

В следующей статье на нашем сайте мы рассмотрим использование интерфейса SPI в плате STM32F103C8.

Контакты I2C в плате STM32F103C8

Распиновка платы STM32F103C8 представлена на следующем рисунке.

Как видно из представленной схемы, контактами I2C в плате STM32F103C8 являются следующие:

SDA: PB7 или PB9, PB11;
SCL: PB6 или PB8, PB10.

Контактами I2C в плате Arduino Uno являются:

SDA: контакт A4;
SCL: контакт A5.

Необходимые компоненты

Плата разработки STM32F103C8 (STM32 Blue Pill) (купить на AliExpress).
Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
Светодиод – 2 шт. (купить на AliExpress).
Кнопка – 2 шт.
Резисторы 10 кОм (2 шт.) и 2,2 кОм (2 шт.) (купить на AliExpress).
Макетная плата.
Соединительные провода.

Схема проекта

Схема для связи между платами STM32F103C8T6 и Arduino Uno по интерфейсу I2C представлена на следующем рисунке.

Соединения между платами STM32 Blue Pill и Arduino Uno по шине I2C представлены в следующей таблице. Для этого требуется всего два провода.

Плата STM32 Blue Pill	Плата Arduino Uno	Описание контакта
B7	A4	SDA
B6	A5	SCL
GND	GND	Ground

Примечания:

не забудьте соединить контакты GND (общий провод) плат Arduino и STM32F103C8;
подключите подтягивающие резисторы 10 кОм к каждой из двух кнопок в схеме.

В нашем проекте плата STM32 Blue Pill будет выступать в роли ведущего устройства (Master) для связи по интерфейсу I2C, а плата Arduino – в роли ведомого (Slave). К каждой из плат подключены светодиод и кнопка.

Для демонстрации возможностей использования интерфейса I2C в плате STM32 мы будем управлять светодиодом, подключенным к ней (к ведущему), с помощью кнопки, подключенной к плате Arduino (ведомой). Аналогично мы будем управлять светодиодом, подключенным к плате Arduino (ведомой), с помощью кнопки, подключенной к плате STM32 (ведущей). Данные будут передаваться по шине I2C.

Объяснение программ для работы с интерфейсом I2C

Полный код программы приведен в конце статьи, здесь же мы кратко рассмотрим его основные фрагменты.

Программа для платы STM32 в данном случае будет очень похожа на программу для платы Arduino – будет использоваться та же самая библиотека <wire.h>. Программировать плату STM32F103C8 мы будем с помощью Arduino IDE через USB порт, без использования внешнего FTDI программатора.

В нашем проекте у нас будет две программы: одна для платы STM32, которая будет выступать ведущим устройством, и одна для платы Arduino, которая будет выступать ведомым устройством.

Объяснение программы для платы STM32 (ведущей)

В программе для платы STM32 (ведущей) нам первым делом необходимо подключить библиотеки Wire.h и SoftWire.h.

#include <Wire.h>
#include <SoftWire.h>

1 2	#include <Wire.h> #include <SoftWire.h>

Затем в функции void setup() мы инициализируем последовательную связь со скоростью 9600 бод.

Serial.begin(9600);

1	Serial.begin(9600);

После этого мы начнем связь по протоколу I2C на контактах (B6, B7).

Wire.begin();

1	Wire.begin();

Далее в функции void loop() мы будем получать данные от ведомой Arduino с помощью функции Wire.requestFrom(8,1), где 8 – это адрес ведомого (slave address), а 1 – количество запрашиваемых байт (то есть в данном случае мы будем запрашивать один байт).

Wire.requestFrom(8,1);

1	Wire.requestFrom(8,1);

Принимаемое значение мы будем считывать с помощью функции Wire.read().

byte a = Wire.read();

1	byte a = Wire.read();

В зависимости от принятого от ведомого значения мы будем включать или выключать светодиод, подключенный к нашей плате STM32 (ведущей), с помощью функции digitalWrite(). Также мы будем выводить в окно монитора последовательной связи сообщение, свидетельствующее о включении/выключении светодиода.

if (a==1)
{
digitalWrite(LED,HIGH);
Serial.println("Master LED ON");
}
else
{
digitalWrite(LED,LOW);
Serial.println("Master LED OFF");
}

if (a==1)

{

digitalWrite(LED,HIGH);

Serial.println("Master LED ON");

}

else

{

digitalWrite(LED,LOW);

Serial.println("Master LED OFF");

}

Затем мы будем считывать состояние контакта PA0 платы STM32, к которому подключена кнопка.

int pinvalue = digitalRead(buttonpin);

1	int pinvalue = digitalRead(buttonpin);

Далее в зависимости от состояния контакта PA0 мы будем передавать соответствующее значение (0 или 1) ведомой плате Аrduino с адресом 8.

if(pinvalue==HIGH)
{
x=1;
}
else
{
x=0;
}
Wire.beginTransmission(8);
Wire.write(x);
Wire.endTransmission();

if(pinvalue==HIGH)

{

x=1;

}

else

{

x=0;

}

Wire.beginTransmission(8);

Wire.write(x);

Wire.endTransmission();

Объяснение программы для платы Arduino (ведомой)

Первым делом в программе подключим библиотеку Wire для использования возможностей протокола I2C.

#include <Wire.h>

1	#include <Wire.h>

Затем в функции void setup() мы инициализируем последовательную связь со скоростью 9600 бод.

Serial.begin(9600);

1	Serial.begin(9600);

Далее начнем связь по протоколу I2C на контактах (A4, A5) с адресом ведомого (slave address) 8. Здесь важно указать адрес ведомого.

Wire.begin(8);

1	Wire.begin(8);

После этого мы должны вызвать функцию Wire.onReceive когда ведомый получает значение от ведущего и функцию Wire.onRequest когда ведущий (Master) запрашивает значение от ведомого (Slave).

Wire.onReceive(receiveEvent); Wire.onRequest(requestEvent);

1	Wire.onReceive(receiveEvent); Wire.onRequest(requestEvent);

Затем нам необходимо запрограммировать две функции – для события запроса и для события приема.

Для события запроса

Данная функция будет выполняться когда плата STM32 (ведущая) будет запрашивать значение от ведомого (slave). Эта функция будет считывать значение (0 или 1) с кнопки, подключенной к ведомой Arduino, и передавать его ведущей STM32 с помощью функции Wire.write().

void requestEvent()
{
int value = digitalRead(buttonpin);
if (value == HIGH)
{
x=1;
}
else
{
x=0;
}
Wire.write(x);
}

void requestEvent()

{

int value = digitalRead(buttonpin);

if (value == HIGH)

{

x=1;

}

else

{

x=0;

}

Wire.write(x);

}

Для события приема

Данная функция будет выполняться когда ведущий (Master) будет передавать данные ведомому (slave) с адресом равным 8. Функция будет считывать принятое от ведущего значение и сохранять его в переменной типа byte. Далее в зависимости от принятого значения она будет включать или выключать светодиод.

void receiveEvent (int howMany)
{
byte a = Wire.read();
if (a == 1)
{
digitalWrite(LED,HIGH);
Serial.println("Slave LED ON");
}
else
{
digitalWrite(LED,LOW);
Serial.println("Slave LED OFF");
}
delay(500);
}

void receiveEvent (int howMany)

{

byte a = Wire.read();

if (a == 1)

{

digitalWrite(LED,HIGH);

Serial.println("Slave LED ON");

}

else

{

digitalWrite(LED,LOW);

Serial.println("Slave LED OFF");

}

delay(500);

}

Тестирование работы проекта

Когда мы будем нажимать кнопку, подключенную к ведущей STM32, светодиод, подключенный к ведомой Arduino, будет загораться.

Если же мы нажмем кнопку на ведомой стороне, то загорится светодиод на ведущей стороне.

Когда обе кнопки будут нажаты одновременно, то оба светодиода загорятся в одно и то же время и будут оставаться во включенном состоянии до тех пор, пока мы не отпустим кнопки.

Более подробно работу проекта вы можете посмотреть на видео, приведенном в конце статьи.

Исходный код программы (скетча)

Код для ведущей STM32

//I2C Master Code (STM32F103C8)
//I2C Communication between STM32 and Arduino
//Circuit Digest

#include<Wire.h>                      
#include<SoftWire.h>                   //Library for I2C Communication functions

#define LED PA1
#define buttonpin PA0

int x = 0;

void setup() 
{ 
  
  Serial.begin(9600);                  //Begins Serial Communication at 9600 baud rate
  pinMode(buttonpin,INPUT);            //Sets pin PA0 as input 
  pinMode(LED,OUTPUT);                 //Sets PA1 as Output
  Wire.begin();                        //Begins I2C communication at pin (B6,B7)
}

void loop()
{ 
    Wire.requestFrom(8,1);               // request  bytes from slave arduino(8)
    byte a = Wire.read();                // receive a byte from the slave arduino and store in variable a
    
    if (a==1)                            //Logic to turn Master LED ON (if received value is 1) or OFF (if received value is 0)
      { 
      digitalWrite(LED,HIGH);
      Serial.println("Master LED ON");
      }
    else
      {
      digitalWrite(LED,LOW);
      Serial.println("Master LED OFF");
      }
  {
   
   int pinvalue = digitalRead(buttonpin);    //Reads the status of the pin PA0
   
  
  if(pinvalue==HIGH)                         //Logic for Setting x value (To be sent to slave Arduino) depending upon inuput from pin PA0
    {
      x=1;
    }
    
  else
   {
      x=0;
   }
  
  Wire.beginTransmission(8);                 // starts transmit to device (8-Slave Arduino Address)
  Wire.write(x);                             // sends the value x to Slave
  Wire.endTransmission();                    // stop transmitting
  delay(500);
  }
}

//I2C Master Code (STM32F103C8)

//I2C Communication between STM32 and Arduino

//Circuit Digest

#include<Wire.h>

#include<SoftWire.h> //Library for I2C Communication functions

#define LED PA1

#define buttonpin PA0

int x = 0;

void setup()

{

Serial.begin(9600); //Begins Serial Communication at 9600 baud rate

pinMode(buttonpin,INPUT); //Sets pin PA0 as input

pinMode(LED,OUTPUT); //Sets PA1 as Output

Wire.begin(); //Begins I2C communication at pin (B6,B7)

}

void loop()

{

Wire.requestFrom(8,1); // request bytes from slave arduino(8)

byte a = Wire.read(); // receive a byte from the slave arduino and store in variable a

if (a==1) //Logic to turn Master LED ON (if received value is 1) or OFF (if received value is 0)

{

digitalWrite(LED,HIGH);

Serial.println("Master LED ON");

}

else

{

digitalWrite(LED,LOW);

Serial.println("Master LED OFF");

}

{

int pinvalue = digitalRead(buttonpin); //Reads the status of the pin PA0

if(pinvalue==HIGH) //Logic for Setting x value (To be sent to slave Arduino) depending upon inuput from pin PA0

{

x=1;

}

else

{

x=0;

}

Wire.beginTransmission(8); // starts transmit to device (8-Slave Arduino Address)

Wire.write(x); // sends the value x to Slave

Wire.endTransmission(); // stop transmitting

delay(500);

}

Код для ведомой Arduino

//I2C Slave Code (Arduino)
//I2C Communication between STM32 and Arduino
//Circuit Digest

#include<Wire.h>                             //Library for I2C Communication functions

#define LED 7
#define buttonpin 2

byte x =0;
void setup() 

{
  Serial.begin(9600);                        //Begins Serial Communication at 9600 baud rate
  pinMode(LED,OUTPUT);                       //Sets pin 7 as output
  Wire.begin(8);                             // join i2c bus with its slave Address as 8 at pin (A4,A5)
  Wire.onReceive(receiveEvent);              //Function call when Slave Arduino receives value from master STM32
  Wire.onRequest(requestEvent);              //Function call when Master STM32 request value from Slave Arduino
}

void loop() 
{
  delay(100);
}

void receiveEvent (int howMany)              //This Function is called when Slave Arduino receives value from master STM32
{
  byte a = Wire.read();                      //Used to read value received from master STM32 and store in variable a
  
  if (a == 1)                                //Logic to turn Slave LED ON (if received value is 1) or OFF (if received value is 0)
  {
   digitalWrite(LED,HIGH);
   Serial.println("Slave LED ON");
   
  }
  else
  {
    digitalWrite(LED,LOW);
    Serial.println("Slave LED OFF");
  }
  delay(500);
  
}

void requestEvent()                            //This Function is called when Master STM32 wants value from slave Arduino
{
  int value = digitalRead(buttonpin);          //Reads the status of the pin 2   
  if (value == HIGH)                           //Logic to set the value of x to send to master depending upon input at pin 2
  {
    x=1;
  }
  else 
  {
    x=0;
  }
  Wire.write(x);                             // sends one byte of x value to master STM32
}
  
}

//I2C Slave Code (Arduino)

//I2C Communication between STM32 and Arduino

//Circuit Digest

#include<Wire.h> //Library for I2C Communication functions

#define LED 7

#define buttonpin 2

byte x =0;

void setup()

{

Serial.begin(9600); //Begins Serial Communication at 9600 baud rate

pinMode(LED,OUTPUT); //Sets pin 7 as output

Wire.begin(8); // join i2c bus with its slave Address as 8 at pin (A4,A5)

Wire.onReceive(receiveEvent); //Function call when Slave Arduino receives value from master STM32

Wire.onRequest(requestEvent); //Function call when Master STM32 request value from Slave Arduino

}

void loop()

{

delay(100);

}

void receiveEvent (int howMany) //This Function is called when Slave Arduino receives value from master STM32

{

byte a = Wire.read(); //Used to read value received from master STM32 and store in variable a

if (a == 1) //Logic to turn Slave LED ON (if received value is 1) or OFF (if received value is 0)

{

digitalWrite(LED,HIGH);

Serial.println("Slave LED ON");

}

else

{

digitalWrite(LED,LOW);

Serial.println("Slave LED OFF");

}

delay(500);

}

void requestEvent() //This Function is called when Master STM32 wants value from slave Arduino

{

int value = digitalRead(buttonpin); //Reads the status of the pin 2

if (value == HIGH) //Logic to set the value of x to send to master depending upon input at pin 2

{

x=1;

}

else

{

x=0;

}

Wire.write(x); // sends one byte of x value to master STM32

}

Видео, демонстрирующее работу проекта

(Проголосуй первым!)

Загрузка...

4 182 просмотров

Вячеслав говорит 16.01.2024 в 12:41:

В текущий момент - ничего кроме неугомонной мысли. А на будущее - возможная потребность в ШИМ-выходах. В то время как РВ10/11 - обычные IN/OUT.
И еще гложет подозрение - не копируется ли опечатка:
SCL1 одновременно РВ6 и РВ8, аналогично и SDA.
А искал я в нашенском Яндексе, но каких только комбинаций (и поз) не перебирал...
Да и экзамен по английскому сдавал лет 40 назад.
А ардуиновские библиотеки - хитрее китайской грамоты, я поиском вообще не нашел внутри сочетания "SDA", "SCL".
Неужели на родине нет светлой головы, кто на пальцах разъяснит этот аспект?!

Ответить ↓
- admin-new говорит 17.01.2024 в 21:26:
  
  SCL1 одновременно РВ6 и РВ8 - насколько я понимаю можно использовать только один из этих контактов для работы по интерфейсу I2C, а вот контакт РВ10 - это уже SCL2, то есть годится для организации второго интерфейса I2C.
  А ардуиновские библиотеки - хитрее китайской грамоты, я поиском вообще не нашел внутри сочетания "SDA", "SCL" - по номерам контактов искать не пробовали? Они в начале программы могут с помощью define переопределяться на какие нибудь человеческие названия.
  Неужели на родине нет светлой головы - так уехали же большинство светлых голов на "загнивающий запад", наша же власть не ценит интеллектуальный потенциал своих подданных, а ценит только нефть и газ ))
  
  Ответить ↓
Вячеслав говорит 15.01.2024 в 16:54:

"Как видно из представленной схемы, контактами I2C в плате STM32F103C8 являются следующие:
SDA: PB7 или PB9, PB11;
SCL: PB6 или PB8, PB10."
Нигде не нашел, как нужно указать, что I2C-дисплей подключён к контактам 10-11.
Все только из статьи в статью передирают друг у дружки.
Помогите, отчаялся найти информацию!
PS А STM-ка начала программироваться только со свистка, год на USB потерял...

Ответить ↓
- admin-new говорит 15.01.2024 в 21:53:
  
  Ну а что мешает вам подключить I2C-дисплей к контактам 6 и 7 как в статье?
  Попробовал поискать информацию по вашему запросу, arduino.ru/forum/programmirovanie/i2c-stm32f103 - здесь указано что в поисковиках надо искать по запросу STM32F103C8 i2c2.
  Гугл, к примеру, по этому запросу выдает:
  community.st.com/t5/stm32-mcus-products/i2c-communication-problem-with-stm32f103c8-blue-pill-board/td-p/89481
  sparklogic.ru/stm32f103-boards/solved-i2c2-on-stm32f103c8t6-and-hwire.html?utm_referrer=https%3A%2F%2Fwww.google.com%2F
  Не пробовали эти ресурсы?
  
  Ответить ↓
  - Вячеслав говорит 17.01.2024 в 15:22:
    
    Добрый день!
    https://github.com/stm32duino/Arduino_Core_STM32/blob/main/libraries/Wire/examples/i2c_scanner/i2c_scanner.ino
    
    ^ вот это порекомендовали на Форуме (~
    #include
    #include
    LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);
    void setup(){
    Wire.setSDA(PB11);
    Wire.setSCL(PB10);
    Wire.begin();
    ...
    })
    но компилятор ругается. Т.е. пока получается как при любой власти: "Имеете право, но не можете!.."
    
    Ответить ↓
    - admin-new говорит 17.01.2024 в 21:28:
      
      Добрый вечер. Ну не унывайте, настанет светлый день и найдете то, что вам нужно ))
      
      Ответить ↓
    - Damir говорит 19.03.2024 в 10:03:
      
      Если совсем не идет программный метод задать линии данных(SDA) и линии тактирования(SCL), порекомендую просто скачать CubeMX и в графическом интерфейсе этого приложения явно задать пины(Путь Connectivity->I2C1->Enabled). После чего в проджект можно вывести как сам Makefile так и сборку для любого другого ide
      
      Ответить ↓
      - admin-new говорит 19.03.2024 в 16:11:
        
        Хорошо, спасибо за конструктивный комментарий для нашего сайта
        
        Ответить ↓

Использование интерфейса I2C в STM32F103C8 (Blue Pill)

Контакты I2C в плате STM32F103C8

Необходимые компоненты

Схема проекта

Объяснение программ для работы с интерфейсом I2C

Объяснение программы для платы STM32 (ведущей)

Объяснение программы для платы Arduino (ведомой)

Тестирование работы проекта

Исходный код программы (скетча)

Код для ведущей STM32

Код для ведомой Arduino

Видео, демонстрирующее работу проекта

Комментарии

Использование интерфейса I2C в STM32F103C8 (Blue Pill) — 8 комментариев

Добавить комментарий Отменить ответ

Контакты I2C в плате STM32F103C8

Необходимые компоненты

Схема проекта

Объяснение программ для работы с интерфейсом I2C

Объяснение программы для платы STM32 (ведущей)

Объяснение программы для платы Arduino (ведомой)

Тестирование работы проекта

Исходный код программы (скетча)

Код для ведущей STM32

Код для ведомой Arduino

Видео, демонстрирующее работу проекта

Похожие статьи

Добавить комментарий Отменить ответ