使用Python開發鴻蒙設備程序（2-I2C應用實例）

作者：唐佐林 2021-09-24 09:08:31

今天的主題就是利用 GPIO 搭配 I2C 對外設進行編程。主要內容為：通過控制“智慧農業”外設板上的傳感器，獲取當前環境的溫度和濕度。

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在上一篇帖子《使用Python開發鴻蒙設備程序(1-GPIO外設控制)》中，已經成功的使用 Python 對 GPIO 上的外設進行了控制。這其實不是什么大不了的事，從功能的角度也著實不值得炫耀!然而，這卻是非常重要的一步：在鴻蒙上用使用 Python 進行物聯網編程是可行的!!!既然可行，加上 Python 語言天生的優勢(易于掌握，開發效率高)，那么真的值得持續打造，將鴻蒙上的 Python 進行到底。

所以呢?

所以，今天的主題就是利用 GPIO 搭配 I2C 對外設進行編程。主要內容為：通過控制“智慧農業”外設板上的傳感器，獲取當前環境的溫度和濕度。

使用Python開發鴻蒙設備程序（2-I2C應用實例）-鴻蒙HarmonyOS技術社區

這塊外設板上的 SHT30 是一個溫度濕度傳感器，它通過 I2C 與主控板(Hi3861)進行連接。因此，SHT30 是一種 I2C 設備，只需要通過 I2C 接口就能輕易對它進行控制。什么是 I2C ? 一般能查到的定義都會是：I2C ( Inter-Integrated Circuit ) 是一種由 PHILIPS 公司開發的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。所以，把 I2C 直接看作總線是 OK 的，即：SHT30 與 Hi3861 直接通過 I2C 總線相連。除此之外，也可以把 I2C 看作一種通信協議，即：SHT30 與 Hi3861 通過 2 根信號線連接在一起，并遵守預定義的規則，進而能夠交換信息。

那么，是不是在開發板上有 I2C 專用的物理線路呢?

答案是：沒有!

開發板已經提供了一堆用于普適輸入輸出的 GPIO 了，所以沒有必要為 I2C 提供專用的物理線路，只需要復用 GPIO 即可實現 I2C 通信!

所以，下面的代碼就有了!

在原理上，I2C 需要 2 根信號線完成設備間的通信;其中 SDA 為串行數據線，用來傳輸起始標志，應答標志和數據;而 SCL 為串行時鐘線，用來對設備進行同步。因此，在代碼層面，需要編程復用 2 個 GPIO 完成對 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 GPIO_0 和 GPIO_1 進行正確的功能設置，否則，設備間無法進行通信。

當 GPIO 的初始化完成，接下來就是對 I2C1 的初始化了，方法很簡單：將 I2C1 的 ID 和波特率作為參數調用 i2c_init() ，可謂完全無難度。

最后，進行設備初始化，這一步也只需要向目標設備發送初始化命令即可，如：向 SHT30 發送 [0x22, 0x36] 。

Ok!相信上面的初始化代碼大家理解起來沒有問題了。那么，我們來推理一下：有 I2C1 那么有沒有 I2C0 呢?

答案是：有! 鴻蒙 L0 設備目前通過復用 GPIO 的方式提供 2 個 I2C 供使用。

當初始化正確完成，接下來就是讀取 SHT30 上的實時數據了!

上面的代碼非常簡潔，但似乎不那么好理解!

沒關系，我們先來熟悉一下目前 Python 提供的 I2C 接口函數。

有了這個表格，我們很容易就能理解上面的代碼片段了，即：先向 I2C1 上的 SHT30 發送讀取命令 [0xE0, 0x00]，然后再從設備讀取 6 個字節的數據。如果函數執行成功，那么可得到從設備返回到的溫濕度數據。

完整交互過程如下圖所示：

這里對 SHT30 返回的數據做一點說明。如果讀取成功，SHT30 會返回 6 個字節的數據，其中前 3 個字節表示溫度數據，后 3 個字節表示濕度數據;并且，d[2] 和 d[5] 分別表示溫度和濕度的校驗字節，通過這兩個字節即可判斷讀取到的溫濕度數據是否有效(注：本文的示例中，為了方便大家理解，沒有做數據校驗的工作。)

最后就是溫濕度數據的轉換了，方法如下：