【Z站推薦】基于 EsDA MPC-ZC1 快速實(shí)現(xiàn) I2C采集監(jiān)測(cè)

EsDA開發(fā)平臺(tái)為產(chǎn)品上線提供動(dòng)力。本文將基于EsDA開發(fā)平臺(tái)，通過(guò)拖拽、連線方式，10分鐘快速搭建一個(gè)I2C數(shù)據(jù)采集監(jiān)測(cè)業(yè)務(wù)，為客戶產(chǎn)品開發(fā)、部署、上線縮短周期。

?簡(jiǎn)介

I2C 是一種串行通信總線，只需SCK、SDA兩根雙向I/O線即可在連接到總線上的設(shè)備之間傳送信息。因其所需引腳少，可擴(kuò)展性強(qiáng)，數(shù)據(jù)傳輸速率快等，所以現(xiàn)被廣泛使用于IC間的通訊。在各種嵌入式應(yīng)用場(chǎng)景中，使用I2C總線通信的傳感器也有很多。比如 eeprom、溫濕度傳感器、流量傳感器、壓力傳感器等。

EsDA 平臺(tái)在使用I2C總線通信時(shí)只需要通過(guò)拖拽節(jié)點(diǎn)、連線繪制流圖，即可實(shí)現(xiàn)從I2C從機(jī)讀取數(shù)據(jù)，大大的簡(jiǎn)化了開發(fā)流程，縮短了項(xiàng)目開發(fā)周期，為客戶產(chǎn)品搶占市場(chǎng)提供先機(jī)。

本文基于EsDA開發(fā)平臺(tái)，MPC_ZC1作為I2C主機(jī)設(shè)備，定時(shí)從TPS02RAH從機(jī)設(shè)備中去讀取溫度寄存器的值，并將采集到的溫度值上傳到ZWS云端，實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控功能，該實(shí)驗(yàn)主要用了到timer、fscript、i2c_master_read、log和zws節(jié)點(diǎn)，具體實(shí)現(xiàn)請(qǐng)見下文。

I2C相關(guān)節(jié)點(diǎn)介紹

I2C外設(shè)共有3個(gè)幾點(diǎn)，分別是i2c_master、i2c_master_read和i2c_master_write節(jié)點(diǎn)。i2c_master節(jié)點(diǎn)主要用來(lái)配置I2C的設(shè)備名稱以及設(shè)備參數(shù)，i2c_master_read節(jié)點(diǎn)主要用于讀取從機(jī)設(shè)備的數(shù)據(jù)，i2c_master_write節(jié)點(diǎn)主要用于向從機(jī)設(shè)備寫入數(shù)據(jù)。

1. i2c_master_write節(jié)點(diǎn)

I2C主機(jī)向從機(jī)設(shè)備寫數(shù)據(jù)，可配置從機(jī)相關(guān)的設(shè)備信息和通信參數(shù)。

1.1 屬性

• 名稱（name）：節(jié)點(diǎn)名稱，用于索引查找本節(jié)點(diǎn)；
• 顯示名稱（displayName）：用于畫布上顯示的名稱；
• 主機(jī)配置（i2c master config）：綁定一個(gè)I2C主機(jī)的配置節(jié)點(diǎn)；
• 從機(jī)地址（Slave address）：從機(jī)設(shè)備的地址；
• 地址位數(shù)（address bits）：從機(jī)的地址位數(shù)，由于7位尋址和10位尋址是兼容的所以可以在同一個(gè)I2C總線上同時(shí)使用7位和10位兩種不同模式的設(shè)備，可配為7位(7 bits)；10位(10 bits)；
• 是否忽略從機(jī)應(yīng)答（whether to ignore the slave ack signal）：可配:忽略從機(jī)應(yīng)答（ignore）；不忽略從機(jī)應(yīng)答(do not ignore)；
• 從機(jī)設(shè)備寄存器地址位寬（SubAddressBitWidth）：可配:do not set sub-address表示不設(shè)置從機(jī)的寄存器地址寬度；1 bytes sub-address表示從機(jī)具有1字節(jié)(8位)的寄存器地址寬度；2 bytes sub-address表示從機(jī)具有2字節(jié)(16位)的寄存器地址寬度；4 bytes sub-address表示從機(jī)具有4字節(jié)(32位)的寄存器地址寬度；
• 從機(jī)設(shè)備寄存器地址（SubAddress）：從機(jī)設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機(jī)設(shè)備寄存器地址位寬為0則不能設(shè)置從機(jī)子地址。

1.2輸入

payload ：輸入數(shù)據(jù)流，存放需要寫入的數(shù)據(jù)。此節(jié)點(diǎn)接收如下類型的數(shù)據(jù)：binary type(二進(jìn)制類型); wbuffer object type(指針類型); string type(字符串類型)；

payloadLength ：需要寫入的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，單位字節(jié)；

• subAddress ：從機(jī)設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機(jī)設(shè)備寄存器地址位寬為0則不能設(shè)置從機(jī)子地址。

1.3輸出

sink類型節(jié)點(diǎn)一般并不具備數(shù)據(jù)輸出。

2.i2c_master_read節(jié)點(diǎn)

I2C主機(jī)向從機(jī)設(shè)備中讀數(shù)據(jù)：對(duì)從機(jī)的設(shè)備地址等進(jìn)行輸入/配置，最后將從機(jī)中讀取到數(shù)據(jù)和長(zhǎng)度等信息進(jìn)行輸出。

2.1 屬性

名稱（name）：節(jié)點(diǎn)名稱，用于索引查找本節(jié)點(diǎn)；

顯示名稱（displayName）：用于畫布上顯示的名稱；

主機(jī)配置（i2c master config）：綁定一個(gè)I2C主機(jī)的配置節(jié)點(diǎn)；

從機(jī)地址（Slave address）：從機(jī)設(shè)備的地址；

地址位數(shù)（address bits）：從機(jī)的地址位數(shù)，可配為7位(7 bits)；10位(10 bits)；

是否忽略從機(jī)應(yīng)答（whether to ignore the slave ack signal）：可配:忽略從機(jī)應(yīng)答（ignore）；不忽略從機(jī)應(yīng)答(do not ignore)；

是否發(fā)送應(yīng)答（whether send nak）：當(dāng)主機(jī)讀取數(shù)據(jù)時(shí)主機(jī)是否發(fā)送給從機(jī)的應(yīng)答ACK信號(hào); do not send表示不發(fā)送主機(jī)ACK信號(hào); send表示發(fā)送主機(jī)的ACK信號(hào)；

從機(jī)設(shè)備寄存器地址位寬（SubAddressBitWidth）：可配:do not set sub-address表示不設(shè)置從機(jī)的寄存器地址寬度；1 bytes sub-address表示從機(jī)具有1字節(jié)(8位)的寄存器地址寬度；2 bytes sub-address表示從機(jī)具有2字節(jié)(16位)的寄存器地址寬度；4 bytes sub-address表示從機(jī)具有4字節(jié)(32位)的寄存器地址寬度；

從機(jī)設(shè)備寄存器地址（SubAddress）：從機(jī)設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機(jī)設(shè)備寄存器地址位寬為0則不能設(shè)置從機(jī)子地址。

2.2輸入

Length :讀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，單位字節(jié)；

subAddress :從機(jī)設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機(jī)設(shè)備寄存器地址位寬為0則不能設(shè)置從機(jī)子地址；

2.3輸出

payload :讀緩沖區(qū)，用于存放接受讀取到的數(shù)據(jù)，類型pointer.如果下一個(gè)節(jié)點(diǎn)為fscript，則可以使用rbuffer讀取數(shù)據(jù)；

payloadLength :讀的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，單位字節(jié)；

• subAddress ：從機(jī)設(shè)備子地址(寄存器地址)。注意從機(jī)設(shè)備寄存器地址位寬為0則沒有從機(jī)子地址。

3.i2c_master配置節(jié)點(diǎn)

I2C主機(jī)的通用配置。

3.1 屬性

名稱（name）:節(jié)點(diǎn)名稱，用于索引查找本節(jié)點(diǎn)，在某些aw_flow_designer的版本被隱藏起來(lái)了，只能通過(guò)點(diǎn)擊i2c_master_read和i2c_master_write這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)主機(jī)配置去顯現(xiàn)；

顯示名稱（displayName）：用于畫布上顯示的名稱；

設(shè)備名（Devname）：I2C主機(jī)設(shè)備路徑名；

時(shí)鐘頻率（clock frequency）：I2C設(shè)備的SCK時(shí)鐘頻率。

3.2輸入

config配置節(jié)點(diǎn)一般不具備數(shù)據(jù)輸入。

3.3輸出

config配置節(jié)點(diǎn)一般不具備數(shù)據(jù)輸出。

業(yè)務(wù)開發(fā)

1. 采集PT100的實(shí)時(shí)溫度

MPC_ZC1作為I2C主機(jī)設(shè)備，定時(shí)從TPS02RAH從機(jī)設(shè)備中去讀取溫度寄存器的值，并將采集到的溫度值上傳到ZWS云端，實(shí)現(xiàn)溫度實(shí)時(shí)監(jiān)控。

該實(shí)驗(yàn)主要用到timer、fscript、i2c_master_read、log和zws節(jié)點(diǎn)：

• timer：timer節(jié)點(diǎn)用于定時(shí)觸發(fā)采集PT100的溫度；
• i2c_master_read：i2c_master_read節(jié)點(diǎn)主要用于從從機(jī)設(shè)備讀取數(shù)據(jù)；
• fscript：fscript節(jié)點(diǎn)主要用于對(duì)TPS02RAH從機(jī)設(shè)備讀取的數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理
• 和對(duì)i2c_master_read節(jié)點(diǎn)進(jìn)行輸入配置（配置要讀取的字節(jié)長(zhǎng)度）；
• log：log對(duì)采集到的溫度值進(jìn)行打印顯示；
• zws：zws節(jié)點(diǎn)將fscript節(jié)點(diǎn)輸出溫度值上報(bào)到zws云端。

1.1添加節(jié)點(diǎn)并連線周期性的去讀取I2C從機(jī)TPS02RAH設(shè)備溫度寄存器的值，將timer，fscript，i2c_master_read，log節(jié)點(diǎn)添加到畫布中，并連線繪圖。1.2?配置節(jié)點(diǎn)雙擊timer節(jié)點(diǎn)，打開屬性面板設(shè)置定時(shí)周期(ms)，周期性的去讀取TPS02的溫度值。雙擊i2c_master_read的輸入節(jié)點(diǎn)fscript，并查看TPS02RAH溫度傳感器的數(shù)據(jù)手冊(cè)。得知TPS02RAH溫度寄存器的值有6個(gè)字節(jié)，且數(shù)據(jù)傳輸順序:先傳輸高字節(jié)后傳輸?shù)妥止?jié)，可知前3個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)通道1的溫度測(cè)試結(jié)果，后3個(gè)字節(jié)存儲(chǔ)通道2的溫度測(cè)試結(jié)果。所以i2c_master_read節(jié)點(diǎn)的輸入：fscript需讀取兩個(gè)通道6個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)。其他的參數(shù)可在i2c_master_read節(jié)點(diǎn)的屬性中配置。雙擊i2c_master_read節(jié)點(diǎn)，打開屬性面板根據(jù)TPS02RAH的數(shù)據(jù)手冊(cè)設(shè)置如下圖所示，并點(diǎn)擊I2C主機(jī)配置的鉛筆圖標(biāo)去設(shè)置I2C主機(jī)設(shè)備路徑名和時(shí)鐘頻率。雙擊i2c_master_read的輸出消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)fscript，將讀取到溫度寄存器的兩個(gè)通道溫度根據(jù)下面的溫度轉(zhuǎn)換公式將溫度輸出并打印到log中。TPS02ARH的溫度轉(zhuǎn)換公式：兩通道六字節(jié)數(shù)據(jù)，前三位字節(jié)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)通道 1，后三位字節(jié)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)通道 2，操作方法一樣，取通道一數(shù)據(jù)分析如下：當(dāng) value≥223?時(shí)，即當(dāng)前測(cè)量溫度為負(fù)溫度值：

當(dāng) value<223時(shí), 即當(dāng)前測(cè)量溫度為正溫度值：

i2c_master_read的輸出消費(fèi)者節(jié)點(diǎn)fscript的內(nèi)容如下：

//將讀取的6個(gè)uint8_t類型的數(shù)據(jù)打印

rb = rbuffer_create(msg.payload, msg.payloadLength)

temperature1 = 0 //通道1的溫度

temperature2 = 0 //通道2的溫度

for (var i = 0; i < msg.payloadLength; i = i+1) {

    d = rbuffer_read_uint8(rb);

    if(i > 2){

        temperature2 = temperature2 + (u32(d)<<(8*(5-i)));

    }

     temperature1 = temperature1 + (u32(d)<<(8*(2-i)));

}

if (temperature1 < 8388608) {//temperature<2^23正溫度

    msg.temperature1 = temperature1/8192

} else {//負(fù)溫度

    msg.temperature1 = -(16777216 - temperature1)/8192

}

if (temperature2 < 8388608) {

    msg.temperature2 = temperature2/8192

} else {//負(fù)溫度

    msg.temperature2 = -(16777216 - temperature2)/8192

}

msg.payload = join(",","channel 1:",msg.temperature1,"channel 2:",msg.temperature2)

print(msg.payload)

1.3下載驗(yàn)證

選擇流圖下載接口，并點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕。

完成流圖下載，根據(jù)實(shí)物連線可知PT100連接的是通道1，隨著手捂探頭，可以看到channel 1（通道1）的溫度從27.67上升到30.23，因?yàn)閏hannel 2（通道2）沒有接PT100的探頭所以數(shù)值保持850不變。

1.4接入zws云端

登錄：https://www.zlgcloud.com/按照EsDA MPC-ZC1應(yīng)用：IoT監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)（一）這篇文章中接入云端方法的介紹，在ZWS云端上為MPC-ZC1添加新的數(shù)據(jù)點(diǎn)，如下圖所示：添加通道1 的溫度顯示：

添加通道2 的溫度顯示：

在AW_FLOW Designer畫布中添加zws_iot_data_out節(jié)點(diǎn)并連線。

輸入對(duì)應(yīng)的三元組信息并選擇正確的數(shù)據(jù)上報(bào)方式和目標(biāo)鍵值對(duì)。

下載流圖并觀察云端設(shè)備列表的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)如下圖所示。