使用Python开发鸿蒙设备程序(2-I2C应用实例) 原创 精华

发布于 2021-9-21 22:51
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        在上一篇帖子《使用Python开发鸿蒙设备程序(1-GPIO外设控制)》中,已经成功的使用 Python 对 GPIO 上的外设进行了控制。这其实不是什么大不了的事,从功能的角度也着实不值得炫耀!然而,这却是非常重要的一步:在鸿蒙上用使用 Python 进行物联网编程是可行的!!!既然可行,加上 Python 语言天生的优势(易于掌握,开发效率高),那么真的值得持续打造,将鸿蒙上的 Python 进行到底。

 

所以呢?

 

所以,今天的主题就是利用 GPIO 搭配 I2C 对外设进行编程。主要内容为:通过控制“智慧农业”外设板上的传感器,获取当前环境的温度和湿度。

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        这块外设板上的 SHT30 是一个温度湿度传感器,它通过 I2C 与主控板(Hi3861)进行连接。因此,SHT30 是一种 I2C 设备,只需要通过 I2C 接口就能轻易对它进行控制。什么是 I2C ? 一般能查到的定义都会是:I2C ( Inter-Integrated Circuit ) 是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。所以,把 I2C 直接看作总线是 OK 的,即:SHT30 与 Hi3861 直接通过 I2C 总线相连。除此之外,也可以把 I2C 看作一种通信协议,即:SHT30 与 Hi3861 通过 2 根信号线连接在一起,并遵守预定义的规则,进而能够交换信息。

 

按照常规想法,要使用 I2C 作为通信协议,那么必须的需要有相应的物理连接。而在当前的硬件设计上,通常的做法是进行引脚复用,即:同一个物理引脚,可以用作 GPIO,也可以用来实现 I2C 通信。

 

因此,在代码层面可以复用 GPIO 实现 I2C 通信!

 

所以,下面的代码就有了!

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        在原理上,I2C 需要 2 根信号线完成设备间的通信;其中 SDA 为串行数据线,用来传输起始标志,应答标志和数据;而 SCL 为串行时钟线,用来对设备进行同步。因此,在代码层面,需要编程复用 2 个 GPIO 完成对 I2C 的支持。而 GPIO_0 能够提供 I2C1_SDA 的功能,GPIO_1 能够提供 I2C1_SCL 的功能,所以在真正初始化 I2C1 之前需要对 GPIO_0 和 GPIO_1 进行正确的功能设置,否则,设备间无法进行通信。

 

当 GPIO 的初始化完成,接下来就是对 I2C1 的初始化了,方法很简单:将 I2C1 的 ID 和波特率作为参数调用 i2c_init() ,可谓完全无难度 。

最后,进行设备初始化,这一步也只需要向目标设备发送初始化命令即可,如:向 SHT30 发送 [0x22, 0x36]

 

Ok!相信上面的初始化代码大家理解起来没有问题了。那么,我们来推理一下: 有 I2C1 那么有没有 I2C0 呢?

 

答案是:有! 鸿蒙 L0 设备目前通过复用 GPIO 的方式提供 2 个 I2C 供使用。

 

当初始化正确完成,接下来就是读取 SHT30 上的实时数据了!

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上面的代码非常简洁,但似乎不那么好理解!

 

没关系,我们先来熟悉一下目前 Python 提供的 I2C 接口函数。

 

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        有了这个表格,我们很容易就能理解上面的代码片段了,即:先向 I2C1 上的 SHT30 发送读取命令 [0xE0, 0x00],然后再从设备读取 6 个字节的数据。如果函数执行成功,那么可得到从设备返回到的温湿度数据。

 

完整交互过程如下图所示:

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        这里对 SHT30 返回的数据做一点说明。如果读取成功,SHT30 会返回 6 个字节的数据,其中前 3 个字节表示温度数据,后 3 个字节表示湿度数据;并且,d[2] 和 d[5] 分别表示温度和湿度的校验字节,通过这两个字节即可判断读取到的温湿度数据是否有效(注:本文的示例中,为了方便大家理解,没有做数据校验的工作。)

 

最后就是温湿度数据的转换了,方法如下:

使用Python开发鸿蒙设备程序(2-I2C应用实例)-开源基础软件社区有了这些的工作,下面就只需要循环调用 read() 即可完成最终目标:获取当前环境温湿度。

使用Python开发鸿蒙设备程序(2-I2C应用实例)-开源基础软件社区最后的运行结果如下:

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=========== 华丽的分割线 ===========

 

 

更新提示:

这个版本的实现同时支持 1.0 和 1.1 的代码,因此,大家需要根据代码版本编译 dt_python_demo。

1) 将 dt_python_demo 拷贝到应用目录

  • 1.0:./applications/sample/wifi-iot/app
  • 1.1:./applications/sample/BearPi/BearPi-HM_Nano

2) 修改 app 模块的任务列表

  • 1.0:./applications/sample/wifi-iot/app/BUILD.gn
  • 1.1:./applications/sample/BearPi/BearPi-HM_Nano/BUILD.gn

3) libdtpython.a 路径

  • 1.0:./vendor/hisi/hi3861/hi3861/build/libs 
  • 1.1:./device/bearpi/bearpi_hm_nano/sdk_liteos/build/libs

4) 根据代码版本修改应用 BUILD.gn (路径示例:./applications/sample/BearPi/BearPi-HM_Nano/dt_python_demo/BUILD.gn)

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Enjoy it!

 

代码开源地址: https://gitee.com/delphi-tang/python-for-hos

 

 

下一篇预告:

使用Python开发鸿蒙设备程序(3-安防系统雏形)

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