esp32如何让oled屏幕亮起来

ESP32具有两个I2C总线接口，可用作I2C主站或从站。在本教程中，我们将使用Arduino IDE查看与ESP32的I2C通信协议：如何选择I2C引脚，将多个I2C设备连接到同一总线以及如何使用两个I2C总线接口。

在本教程中，我们将介绍以下概念：

将I2C设备与ESP32连接

使用ESP32扫描I2C地址

ESP32使用不同的I2C引脚（更改默认I2C引脚）

ESP32使用两个I2C总线接口

我们将使用Arduino IDE对ESP32进行编程，因此在继续本教程之前，您应该在Arduino IDE中安装ESP32插件。

具有多个I2C器件的ESP32

1. 相同的总线，不同的地址

2. 相同的地址·

ESP32 I2C通讯协议介绍

I²C是一个同步，多主，多从通信协议。您可以连接：

一个主设备有多个从设备：例如，您的ESP32使用I2C从BME280传感器读取数据，并将传感器读数写入I2C OLED显示屏。

多个主设备控制同一个从设备：例如，两个ESP32板将数据写入同一I2C OLED显示器。

我们在ESP32中多次使用此协议与外部设备（例如传感器和显示器）进行通信。在这种情况下，ESP32是主芯片，外部设备是从芯片。

ESP32 I2C总线接口

ESP32通过其两个I2C总线接口支持I2C通信，这两个接口可以用作I2C主设备或从设备，具体取决于用户的配置。根据ESP32数据表，ESP32的I2C接口支持：

标准模式（100 Kbit / s）

快速模式（400 Kbit / s）

高达5 MHz，但受到SDA上拉强度的限制

7位/ 10位寻址模式

双寻址模式。用户可以对命令寄存器进行编程以控制I²C接口，从而具有更大的灵活性

将I2C设备与ESP32连接

I2C通信协议使用两条线共享信息。一个用于时钟信号（SCL），另一个用于发送和接收数据（SDA）。

注意：在许多分支板上，SDA线也可能标记为SDI，SCL线也可能标记为SCK。

SDA和SCL线为低电平有效，因此应使用电阻将其上拉。对于5V器件，典型值为4.7k Ohm；对于3.3V器件，典型值为2.4k Ohm。

我们在项目中使用的大多数传感器都是已内置电阻的分线板。因此，通常，当您处理此类电子元件时，您无需为此担心。

将I2C器件连接到ESP32通常很简单，只需将GND连接到GND，将SDA连接到SDA，将SCL连接到SCL并将正电源连接到外围设备通常为3.3V（但这取决于您使用的模块）。

将ESP32与Arduino IDE结合使用时，默认的I2C引脚为GPIO 22（SCL）和GPIO 21（SDA），但您可以将代码配置为使用任何其他引脚。

通过I2C通信，总线上的每个从站都有其自己的地址，此十六进制数允许ESP32与每个设备通信。

I2C地址通常可以在组件的数据表中找到。但是，如果很难查明，则可能需要运行I2C查找程序以查明I2C地址。

您可以使用以下程序找到设备的I2C地址。

#include <Wire.h>

void setup() {

Wire.begin();

Serial.begin(115200);

Serial.println("\nI2C Scanner");

}

void loop() {

byte error, address;

int nDevices;

Serial.println("Scanning...");

nDevices = 0;

for(address = 1; address < 127; address++ ) {

Wire.beginTransmission(address);

error = Wire.endTransmission();

if (error == 0) {

Serial.print("I2C device found at address 0x");

if (address<16) {

Serial.print("0");

}

Serial.println(address,HEX);

nDevices++;

}

else if (error==4) {

Serial.print("Unknow error at address 0x");

if (address<16) {

Serial.print("0");

}

Serial.println(address,HEX);

}

}

if (nDevices == 0) {

Serial.println("No I2C devices found\n");

}

else {

Serial.println("done\n");

}

delay(5000);

}

您会在串口监视器中看到类似的内容。此特定示例适用于。

ESP32使用不同的I2C引脚（更改默认I2C引脚）

使用ESP32，您几乎可以将任何引脚设置为具有I2C功能，您只需要在代码中进行设置即可。

将ESP32与Arduino IDE配合使用时，请使用Wire.h库与使用I2C的设备进行通信。使用此库，您可以按以下方式初始化I2C：

Wire.begin(I2C_SDA, I2C_SCL);

因此，您只需要在I2C_SDA和I2C_SCL变量上设置所需的SDA和SCL GPIO 。

但是，如果您使用库与这些传感器进行通信，则这可能无法正常工作，选择其他引脚可能会有些棘手。发生这种情况是因为，如果在初始化库时不传递自己的Wire实例，这些库可能会覆盖您的引脚。

在这种情况下，您需要仔细查看.cpp库文件，并了解如何传递自己的TwoWire参数。

例如，如果您仔细看一下，您会发现可以将自己的TwoWire传递给begin（）方法。

因此，使用其他引脚（例如，GPIO 33作为SDA和GPIO 32作为SCL）从BME280读取示例程序如下。

#include <Wire.h>

#include <Ada;

#include <Ada;

#define I2C_SDA 33

#define I2C_SCL 32

#define SEALEVELPRESSURE_HPA )

TwoWire I2CBME = TwoWire(0);

Adafruit_BME280 bme;

unsigned long delayTime;

void setup() {

Serial.begin(115200);

Serial.println(F("BME280 test"));

I2CBME.begin(I2C_SDA, I2C_SCL, 100000);

bool status;

status = bme.begin(0x76, &I2CBME);

if (!status) {

Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");

while (1);

}

Serial.println("-- Default Test --");

delayTime = 1000;

Serial.println();

}

void loop() {

printValues();

delay(delayTime);

}

void printValues() {

Serial.print("Temperature = ");

Serial.prin());

Serial.println(" *C");

Serial.print("Pressure = ");

Serial.prin() / 100.0F);

Serial.println(" hPa");

Serial.print("Approx. Altitude = ");

Serial.prin(SEALEVELPRESSURE_HPA));

Serial.println(" m");

Serial.print("Humidity = ");

Serial.prin());

Serial.println(" %");

Serial.println();

}

让我们看一下使用其他I2C引脚的相关部分。

首先，在I2C_SDA和I2C_SCL变量上定义新的I2C引脚。在这种情况下，我们使用的是GPIO 33和GPIO 32。

#define I2C_SDA 33

#define I2C_SCL 32

创建一个新的TwoWire实例。在这种情况下，它称为I2CBME。这只是创建一个I2C总线。

TwoWire I2CBME = TwoWire(0);

在setup（）中，使用您先前定义的引脚初始化I2C通信。第三个参数是时钟频率。

I2CBME.begin(I2C_SDA, I2C_SCL, 400000);

最后，用您的传感器地址和TwoWire对象初始化一个BME280对象。

status = bme.begin(0x76, &I2CBME);

之后，您可以对bme对象使用常规方法来请求温度，湿度和压力。

注意：如果您使用的库在其文件中使用诸如wire.begin（）之类的语句，则可能需要注释该行，以便可以使用自己的引脚。

具有多个I2C器件的ESP32

如前所述，每个I2C设备都有其自己的地址，因此可能在同一总线上具有多个I2C设备。

多个I2C设备（相同的总线，不同的地址）

当我们有多个具有不同地址的设备时，如何设置它们很简单：

将两个外设都连接到ESP32的SCL和SDA线路;

在代码中，通过其地址引用每个外围设备；

看下面的示例，该示例从BME280传感器（通过I2C）获取传感器读数，并将结果显示在I2C OLED显示器上。

#include <Wire.h>

#include <Ada;

#include <Ada;

#include <Ada;

#include <Ada;

#define SCREEN_WIDTH 128

#define SCREEN_HEIGHT 64

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

Adafruit_BME280 bme;

void setup() {

Serial.begin(115200);

if(!di(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {

Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));

for(;;);

}

bool status = bme.begin(0x76);

if (!status) {

Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");

while (1);

}

delay(2000);

di();

di(WHITE);

}

void loop() {

di();

di(1);

di(0,0);

di("Temperature: ");

di(2);

di(0,10);

di(String()));

di(" ");

di(1);

di(true);

di(167);

di(2);

di("C");

di(1);

di(0, 35);

di("Humidity: ");

di(2);

di(0, 45);

di(String()));

di(" %");

di();

delay(1000);

}

由于OLED和BME280具有不同的地址，因此我们可以使用相同的SDA和SCL线，而不会出现任何问题。OLED显示地址为0x3C，BME280地址为0x76。

if(!di(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C)) {

Serial.println(F("SSD1306 allocation failed"));

for(;;);

}

bool status = bme.begin(0x76);

if (!status) {

Serial.println("Could not find a valid BME280 sensor, check wiring!");

while (1);

}

多个I2C设备（相同地址）

但是，如果您有多个具有相同地址的外设怎么办？例如，多个OLED显示器或多个BME280传感器？有几种解决方案。

更改设备的I2C地址；

使用I2C多路复用器。

更改I2C地址

许多分线板都可以选择根据其电路更改I2C地址。例如，看下面的OLED显示器。

通过将电阻器放在一侧或另一侧，可以选择不同的I2C地址。其他组件也会发生这种情况。

使用I2C多路复用器

但是，在前面的示例中，这仅允许您在同一总线上具有两个I2C显示器：一个具有0x3C地址，另一个具有0x3D地址。

此外，有时更改I2C地址并非易事。因此，为了在同一I2C总线中拥有多个具有相同地址的设备，您可以使用I2C多路复用器，如TCA9548A，它允许您与多达8个具有相同地址的设备进行通信。

ESP32使用两个I2C总线接口

要使用ESP32的两个I2C总线接口，您需要创建两个TwoWire实例。

TwoWire I2Cone = TwoWire(0);

TwoWire I2Ctwo = TwoWire(1)

然后，以所需的频率在所需的引脚上初始化I2C通信。

void setup() {

I2Cone.begin(SDA_1, SCL_1, freq1);

I2C(SDA_2, SCL_2, freq2);

}

然后，您可以使用Wire.h库中的方法与I2C总线接口进行交互。

一个更简单的替代方法是使用预定义的Wire（）和Wire1（）对象。Wire（）。begin（）使用默认引脚和默认频率在第一条I2C总线上创建I2C通信。对于Wire1.begin（），您应该传递所需的SDA和SCL引脚以及频率。

setup(){

Wire.begin();

Wire1.begin(SDA_2, SCL_2, freq);

}

这种方法允许您使用两条I2C总线，其中一条使用默认参数。

为了更好地了解其工作原理，我们来看一个简单的示例，该示例从两个BME280传感器读取温度，湿度和压力。

每个传感器都连接到不同的I2C总线。

· I2C总线1：使用GPIO 27（SDA）和GPIO 26（SCL）;

· I2C总线2：使用GPIO 33（SDA）和GPIO 32（SCL）;

#include <Wire.h>

#include <Ada;

#include <Ada;

#define SDA_1 27

#define SCL_1 26

#define SDA_2 33

#define SCL_2 32

TwoWire I2Cone = TwoWire(0);

TwoWire I2Ctwo = TwoWire(1);

Adafruit_BME280 bme1;

Adafruit_BME280 bme2;

void setup() {

Serial.begin(115200);

Serial.println(F("BME280 test"));

I2Cone.begin(SDA_1, SCL_1, 100000);

I2C(SDA_2, SCL_2, 100000);

bool status1 = bme1.begin(0x76, &I2Cone);

if (!status1) {

Serial.println("Could not find a valid BME280_1 sensor, check wiring!");

while (1);

}

bool status2 = bme2.begin(0x76, &I2Ctwo);

if (!status2) {

Serial.println("Could not find a valid BME280_2 sensor, check wiring!");

while (1);

}

Serial.println();

}

void loop() {

Serial.print("Temperature from BME1= ");

Serial.prin());

Serial.println(" *C");

Serial.print("Humidity from BME1 = ");

Serial.prin());

Serial.println(" %");

Serial.print("Pressure from BME1 = ");

Serial.prin() / 100.0F);

Serial.println(" hPa");

Serial.println("--------------------");

Serial.print("Temperature from BME2 = ");

Serial.prin());

Serial.println(" *C");

Serial.print("Humidity from BME2 = ");

Serial.prin());

Serial.println(" %");

Serial.print("Pressure from BME2 = ");

Serial.prin() / 100.0F);

Serial.println(" hPa");

Serial.println("--------------------");

delay(5000);

}

让我们看一下使用两个I2C总线接口的相关部分。

定义要使用的SDA和SCL引脚：

#define SDA_1 27

#define SCL_1 26

#define SDA_2 33

#define SCL_2 32

创建两个TwoWire对象（两个I2C总线接口）：

TwoWire I2Cone = TwoWire(0);

TwoWire I2Ctwo = TwoWire(1);

创建Adafruit_BME280库的两个实例以与您的传感器进行交互：bme1和bme2。

Adafruit_BME280 bme1;

Adafruit_BME280 bme2;

在定义的引脚和频率上初始化I2C通信：

I2Cone.begin(SDA_1, SCL_1, 100000);

I2C(SDA_2, SCL_2, 100000);

然后，应使用正确的地址和I2C总线初始化bme1和bme2对象。bme1使用I2Cone：

bool status = bme1.begin(0x76, &I2Cone);

而bme2用途I2Ctwo：

bool status1 = bme2.begin(0x76, &I2Ctwo);

现在，您可以在bme1和bme2对象上使用Adafruit_BME280库中的方法来读取温度，湿度和压力。

另一种选择

为了简单起见，可以使用预定义的Wire（）和Wire1（）对象：

· Wire（）：在默认引脚GPIO 21（SDA）和GPIO 22（SCL）上创建I2C总线

· Wire1（SDA_2，SCL_2，freq）：以所需的频率在定义的SDA_2和SCL_2引脚上创建I2C总线。

这是相同的示例，但是使用此方法。现在，您的一个传感器使用默认引脚，另一个传感器使用GPIO 32和GPIO 33。

#include <Wire.h>

#include <Ada;

#include <Ada;

#define SDA_2 33

#define SCL_2 32

Adafruit_BME280 bme1;

Adafruit_BME280 bme2;

void setup() {

Serial.begin(115200);

Serial.println(F("BME280 test"));

Wire.begin();

Wire1.begin(SDA_2, SCL_2);

bool status1 = bme1.begin(0x76);

if (!status1) {

Serial.println("Could not find a valid BME280_1 sensor, check wiring!");

while (1);

}

bool status2 = bme2.begin(0x76, &Wire1);

if (!status2) {

Serial.println("Could not find a valid BME280_2 sensor, check wiring!");

while (1);

}

Serial.println();

}

void loop() {

Serial.print("Temperature from BME1= ");

Serial.prin());

Serial.println(" *C");

Serial.print("Humidity from BME1 = ");

Serial.prin());

Serial.println(" %");

Serial.print("Pressure from BME1 = ");

Serial.prin() / 100.0F);

Serial.println(" hPa");

Serial.println("--------------------")

Serial.print("Temperature from BME2 = ");

Serial.prin());

Serial.println(" *C");

Serial.print("Humidity from BME2 = ");

Serial.prin());

Serial.println(" %");

Serial.print("Pressure from BME2 = ");

Serial.prin() / 100.0F);

Serial.println(" hPa");

Serial.println("--------------------");

delay(5000);

}

您应该在串口监视器上同时获得两个传感器的读数。

在本教程中，您了解了有关ESP32的I2C通信协议的更多信息。希望对您有帮助。