前面我们学习了RTT的ADC设备的使用，文章链接：
I2C的基本原理之前在公众号就有相应的文章了，很早之前发的，接下来我们来学习RT-Thread I2C总线设备的使用！这是RTT官方设计的一个软件框架，学习一个新东西，还是一样，我个人主张带着需求去学习，而不是漫无目的的去学，有了需求驱动，并且是一个努力付出就可以拥有的成果，那么这还不容易嘛！
我们接下来将基于小熊派开发平台进行实践。
1、实践需求
1.1 硬件配置
LED、光强模块
1.2 软件需求
设备开机，当在串口终端输入bh1750_cmd on时，光强协议数据开始打印，底板LED灯闪烁，当光强值>100lux时，开启光强模块上的高亮LED灯，反之熄灭。关闭终端输入，开启上位机，能够看到当前实时的光强数据曲线展示。
当在串口终端输入bh1750_cmd off数据关闭打印，协议数据停止打印，底板+光强模块上的高亮LED灯熄灭。
这两个功能之前我们都有在Keil MDK上结合stm32cubeMX实现过
基于小熊派光强传感器BH1750实践(multi_timer+状态机工程应用)
基于小熊派光强传感器BH1750状态机驱动项目升级(带LCD屏显示)
基于小熊派光强传感器BH1750状态机驱动项目再度升级(带上位机曲线显示)
很多东西都已经有了，我们就不重复造相同的轮子了，直接白嫖过来用。本节，我们将会学习到RT-Thread I2C总线设备的基本使用。
接下来，我们将基于RT-Thread Studio来构建。
2、开始实践
上一节我们已经熟悉了怎么创建工程和配置项目了，这节我们直接略过这两步操作，直接看硬件图。
2.1 硬件原理图
参考上面文章给出的文章链接。
2.2 软件功能实现
根据官方给出的文档，这里在IDE上就可以点击打开，非常的方便快捷，另外RT-Thread会有代码实例，帮助我们初学者快速上手！I2C设备驱动使用起来非常简单，就两个接口，分别是:
rt_device_findrt_i2c_transfer
接口1：rt_device_find 查找 I2C 总线设备
rt_device_t rt_device_find(const char* name);
| 参数 | 描述 |
| name | I2C 总线设备名称 |
| 返回 | —— |
| 设备句柄 | 查找到对应设备将返回相应的设备句柄 |
| RT_NULL | 没有找到相应的设备对象 |
这个name我们后面写的是"i2c1"，因为光强传感器在i2c1这个位置。
接口2：rt_i2c_transfer 数据传输
rt_size_t rt_i2c_transfer(struct rt_i2c_bus_device *bus, struct rt_i2c_msg msgs[], rt_uint32_t num);
| 参数 | 描述 |
| bus | I2C 总线设备句柄 |
| msgs[] | 待传输的消息数组指针 |
| num | 消息数组的元素个数 |
| 返回 | —— |
| 消息数组的元素个数 | 成功 |
| 错误码 | 失败 |
在这里，我们看到有两个结构体形参。
struct rt_i2c_bus_device
/*for i2c bus driver*/ struct rt_i2c_bus_device { struct rt_device parent; /*继承了rt_device*/ const struct rt_i2c_bus_device_ops *ops; /*I2C设备的操作方法*/ rt_uint16_t flags; /*I2C设备参数*/ rt_uint16_t addr; /*I2C设备地址*/ struct rt_mutex lock; /*互斥量*/ rt_uint32_t timeout; /*I2C设备获取等待时间*/ rt_uint32_t retries; /*I2C设备获取次数*/ void *priv; /*I2C设备的私有数据指针*/ };
struct rt_i2c_msg
struct rt_i2c_msg { rt_uint16_t addr; /* 从机地址(支持7位或10位) */ rt_uint16_t flags; /* 读、写标志等 */ rt_uint16_t len; /* 读写数据字节数 */ rt_uint8_t *buf; /* 读写数据缓冲区指针 */ }; 其中读、写标志flags取值范围如下： #define RT_I2C_WR 0x0000 /* 写标志 */ #define RT_I2C_RD (1u << 0) /* 读标志 */ #define RT_I2C_ADDR_10BIT (1u << 2) /* 10 位地址模式 */ #define RT_I2C_NO_START (1u << 4) /* 无开始条件 */ #define RT_I2C_IGNORE_NACK (1u << 5) /* 忽视 NACK */ #define RT_I2C_NO_READ_ACK (1u << 6) /* 读的时候不发送 ACK */
从前面几篇文章可以知道，光强模块的从机地址是0x23，所以当我们要给光强模块写数据的时候，参数填充后调用rt_i2c_transfer发送
struct rt_i2c_msg msgs; msgs.addr = 0x23; msgs.flags = RT_I2C_WR; //写标志 msgs.len = 1; msgs.buf = (rt_uint8_t*) &cmd; if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, &msgs, 1) == 1) return RT_EOK; else return -RT_ERROR;
当我们读取光强数据的时候，参数填充后调用rt_i2c_transfer
struct rt_i2c_msg msgs; msgs.addr = BH1750_DEVICE_ADDR; msgs.flags = 0x23; //读标志 msgs.len = 2; //光强模块返回的是2个字节的数据 msgs.buf = dat; //要读的数据 if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, &msgs, 2) == 2) return RT_EOK; else return -RT_ERROR;
了解了基本使用方法以后，我们接下来就可以用了，直接看程序：
/* * Copyright (c) 2006-2019, RT-Thread Development Team * * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0 * * Change Logs: * Date Author Notes * 2019-09-09 RT-Thread first version */ #include <rtthread.h> #include <board.h> #include <rtdevice.h> #define DBG_TAG "main" #define DBG_LVL DBG_LOG #include <rtdbg.h> typedef struct { rt_uint32_t serial_number; rt_uint16_t light_lux_value; rt_uint8_t led_flag :1; rt_uint8_t plot_flag :1; rt_uint8_t cnt; } Sensor_handlerDef; Sensor_handlerDef light_sensor; #define LED0_PIN GET_PIN(B, 9) #define LED1_PIN GET_PIN(C, 13) #define ONCE_H_MODE 0x20 #define BH1750_DEVICE_ADDR 0x23 #define BH1750_DRI_NAME "i2c1" static struct rt_i2c_bus_device *i2c_bus = RT_NULL; rt_err_t BH1750_WR(rt_uint8_t cmd); rt_err_t BH1750_RD(rt_uint8_t* dat); rt_uint16_t BH1750_Dat_To_Lux(rt_uint8_t* dat); int main(void) { rt_uint8_t dat[2] = { 0 }; char procol_buf[20] = { 0 }; static rt_uint8_t status = 0; light_sensor.led_flag = 0; light_sensor.plot_flag = 0; light_sensor.serial_number = 0; light_sensor.light_lux_value = 0; rt_pin_mode(LED0_PIN, PIN_MODE_OUTPUT); rt_pin_mode(LED1_PIN, PIN_MODE_OUTPUT); /* 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(BH1750_DRI_NAME); if (RT_NULL == i2c_bus) return -RT_ERROR; while (1) { switch (status) { //发送指令给BH1750 case 0: BH1750_WR(ONCE_H_MODE); light_sensor.cnt = 0; status = 1; break; //延时150ms case 1: light_sensor.cnt++; if (light_sensor.cnt > 150) { light_sensor.cnt = 0; if (light_sensor.led_flag) rt_pin_write(LED1_PIN, 1); status = 2; } else { rt_thread_mdelay(1); } break; //开始读取光强 case 2: if (light_sensor.plot_flag) { if (light_sensor.serial_number > 65535) light_sensor.serial_number = 0; BH1750_RD(dat); light_sensor.light_lux_value = BH1750_Dat_To_Lux(dat); if (light_sensor.light_lux_value > 100) rt_pin_write(LED0_PIN, 0); else rt_pin_write(LED0_PIN, 1); rt_memset(procol_buf, 0, 20); rt_sprintf((char *) procol_buf, "%d%d%d%d%d %d%d%d%d%d", light_sensor.serial_number / 10000, light_sensor.serial_number / 1000 % 100 % 10, light_sensor.serial_number / 100 % 10, light_sensor.serial_number / 10 % 10, light_sensor.serial_number % 10, light_sensor.light_lux_value / 10000, light_sensor.light_lux_value / 1000 % 100 % 10, light_sensor.light_lux_value / 100 % 10, light_sensor.light_lux_value / 10 % 10, light_sensor.light_lux_value % 10); rt_kprintf("%s \r\n", procol_buf); if (light_sensor.led_flag) rt_pin_write(LED1_PIN, 0); light_sensor.serial_number++; } status = 0; break; default: break; } } return RT_EOK; } /*命令控制*/ static int bh1750_cmd(int argc, char *argv[]) { char *cmd_str[] = { "bh1750_cmd", "on", "off" }; if (argc < 2 || argc > 2) { rt_kprintf("cmd input error!\n"); return -1; } if (rt_strcmp(argv[0], cmd_str[0]) == 0) { if (rt_strcmp(argv[1], cmd_str[1]) == 0) { rt_kprintf("Open bh1750\n"); light_sensor.plot_flag = 1; light_sensor.led_flag = 1; light_sensor.serial_number = 0 ; } else if (rt_strcmp(argv[1], cmd_str[2]) == 0) { rt_kprintf("Close bh1750\n"); light_sensor.cnt = 0; light_sensor.led_flag = 0; light_sensor.plot_flag = 0; light_sensor.serial_number = 0 ; rt_pin_write(LED0_PIN, PIN_LOW); rt_pin_write(LED1_PIN, PIN_LOW); } else { rt_kprintf("cmd para input error!\n"); return -3; } } else { rt_kprintf("cmd input error!\n"); return -2; } return 0; } /* 导出到 msh 命令列表中 */ MSH_CMD_EXPORT(bh1750_cmd, bh1750 open or close); /*BH1750写数据*/ rt_err_t BH1750_WR(rt_uint8_t cmd) { struct rt_i2c_msg msgs; msgs.addr = BH1750_DEVICE_ADDR; msgs.flags = RT_I2C_WR; msgs.len = 1; msgs.buf = (rt_uint8_t*) &cmd; if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, &msgs, 1) == 1) return RT_EOK; else return -RT_ERROR; } /*BH1750读数据*/ rt_err_t BH1750_RD(rt_uint8_t* dat) { struct rt_i2c_msg msgs; msgs.addr = BH1750_DEVICE_ADDR; msgs.flags = RT_I2C_RD; msgs.len = 2; msgs.buf = dat; if (rt_i2c_transfer(i2c_bus, &msgs, 2) == 2) return RT_EOK; else return -RT_ERROR; } /** * @brief 将BH1750的两个字节数据转换为光照强度值（0-65535） * @param dat —— 存储光照强度的地址（两个字节数组） * @retval 成功 —— 返回光照强度值 */ rt_uint16_t BH1750_Dat_To_Lux(rt_uint8_t* dat) { rt_uint16_t lux = 0; lux = dat[0]; lux <<= 8; lux += dat[1]; lux = (int) (lux / 1.2); return lux; }
编写程序完成以后，还没完呢！我们还要做一系列设置，才能把I2C用起来，在board.h中I2C部分，看到这么一段话：
/*-------------------------- I2C CONFIG BEGIN --------------------------*/ /** if you want to use i2c bus(soft simulate) you can use the following instructions. * * STEP 1, open i2c driver framework(soft simulate) support in the RT-Thread Settings file * * STEP 2, define macro related to the i2c bus * such as #define BSP_USING_I2C1 * * STEP 3, according to the corresponding pin of i2c port, modify the related i2c port and pin information * such as #define BSP_I2C1_SCL_PIN GET_PIN(port, pin) -> GET_PIN(C, 11) * #define BSP_I2C1_SDA_PIN GET_PIN(port, pin) -> GET_PIN(C, 12) */
所以我们直接配置我们光强模块能读的管脚
#define BSP_USING_I2C1 #ifdef BSP_USING_I2C1 #define BSP_I2C1_SCL_PIN GET_PIN(B, 6) #define BSP_I2C1_SDA_PIN GET_PIN(B, 7) #endif
在RT-Thread Settings把软件模拟I2C的选项给勾选上！
下载测试
打开IDE自己内置的串口：
看看支持哪些指令：
可以看到，bh1750_cmd这个命令是我们添加进来的。
当在终端输入bh1750_cmd on时：
关掉自带的串口，打开上位机，可以看到光强的数据以曲线的形式进行显示
(这个小熊派的综合测试上位机最后会开源，尽请期待！)
当在终端输入bh1750_cmd off时：
