物聯(lián)網(wǎng)硬件設(shè)計(jì)時(shí)IO不夠用？IO擴(kuò)展芯片的使用

一 概述

XL9535是一款24引腳CMOS器件，通過I2C總線/SMBus接口 串行時(shí)鐘線（SCL）、串行數(shù)據(jù)（SDA）為大多數(shù)微控制器系列提供16位通用并行輸入/輸出（GPIO）擴(kuò)展。這些設(shè)備設(shè)計(jì)用于2.3-V至5.5-V Vcc操作。這些改進(jìn)包括更高的驅(qū)動(dòng)能力、5V I/O容差、更低的電源電流、單獨(dú)的I/O配置和更小的封裝。 通電時(shí)，I/O被配置為輸入。系統(tǒng)主機(jī)可以通過寫入I/O配置位來啟用I/O作為輸入或輸出。每個(gè)輸入或輸出的數(shù)據(jù)都保存在相應(yīng)的輸入或輸出寄存器中。輸入端口寄存器的極性可以用極性反轉(zhuǎn)寄存器反轉(zhuǎn)。所有寄存器均可由系統(tǒng)主控器讀取。 當(dāng)任何輸入狀態(tài)與其對應(yīng)的輸入端口寄存器狀態(tài)不同時(shí)，這些設(shè)備開漏中斷（/INT）輸出被激活，并用于向系統(tǒng)主機(jī)指示輸入狀態(tài)已改變。在超時(shí)或其他不當(dāng)操作的情況下，系統(tǒng)主設(shè)備可以利用上電重置功能重置這些設(shè)備。通電重置將寄存器設(shè)置為默認(rèn)值，并初始化I2C/SMBus狀態(tài)機(jī)。三個(gè)硬件引腳（A0、A1和A2）改變固定的I2C總線地址，并允許多達(dá)八個(gè)設(shè)備共享同一I2C總線/SMBus。

二 特性

I2C總線至16位GPIO擴(kuò)展器

工作電源電壓范圍為2.3 V至5.5 V

低待機(jī)電流消耗

5 V容錯(cuò)I/O端口

400 kHz快速模式I2C總線時(shí)鐘頻率

SCL/SDA輸入上的噪聲濾波器

內(nèi)部通電復(fù)位

通電時(shí)無故障

極性反轉(zhuǎn)寄存器

開漏有源低中斷輸出

16個(gè)I/O引腳，默認(rèn)為16個(gè)輸入

三 引腳配置和功能

四 功能框圖

五 XL9535組件的使用

1 Gitee鏈接地址

Demo位于amaziot_bloom_os_sdksample3rd1.0_XL9535

Gitee源碼地址：https://gitee.com/ning./hongdou

Github源碼地址：https://github.com/ayumid/hongdou

編譯指令：.build.bat -l .amaziot_bloom_os_sdksample3rd1.0_XL9535

2 組件功能介紹

驅(qū)動(dòng)XL9535芯片，實(shí)現(xiàn)輸入IO檢測。

3 代碼講解

1 drv_xl9535_i2c_init

功能：該函數(shù)用于，將發(fā)送數(shù)據(jù)長度寫入xl9535寄存器。

參數(shù)：五

返回值：無

示例：

//初始化i2c總線
ret = drv_xl9535_i2c_init();

2 drv_xl9535_i2c_read

功能：該函數(shù)用于，讀取I2C從機(jī)。

參數(shù)：五

返回值：無

示例：

RegAddr       = 0x00;
ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 00 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);

3 drv_xl9535_i2c_write

功能：該函數(shù)用于，發(fā)送數(shù)據(jù)到I2C從機(jī)。

參數(shù)：五

返回值：無

示例：

RegAddr       = 0x06;
RegWriteValue = 0xFF;
ret = drv_xl9535_i2c_write(&RegAddr, &RegReadValue0);
sample_xl9535_catstudio_printf("write i2c value=0x%x, ret=%dn", RegWriteValue, ret);

4 Demo實(shí)戰(zhàn)

4.1 概述

上電后，按下按鍵，串口會(huì)打印出按下了哪一個(gè)按鍵

4.2 測試

測試步驟：

參考編譯教程，和文檔開頭的編譯指令，進(jìn)行編譯

按照編譯教程選擇對應(yīng)的選項(xiàng)

燒錄

4.3 宏定義介紹

sample_xl9535_uart_printf

輸出日志到DEBUG 串口，日志比較少，可以輸出到這個(gè)串口，如果日志比較多，需要輸出到usb口，以免不必要的問題出現(xiàn)

sample_xl9535_catstudio_printf

輸出日志到USB 串口，使用catstudio查看，catstudio查看日志需要更新對應(yīng)版本mdb.txt文件，軟件打開filtter過濾日志，只查看用戶輸出的日志

SAMPLE_XL9535_STACK_SIZE

?？臻g宏定義

4.4 全局變量介紹

sample_xl9535_int_detect_stack_ptr

任務(wù)?？臻g，本例使用數(shù)組實(shí)現(xiàn)，用戶在做項(xiàng)目時(shí)，可以預(yù)先估算下當(dāng)先任務(wù)需要的大致?？臻g，OS沒有提供可以查看?？臻g使用情況的API

sample_xl9535_int_detect_task_ref

任務(wù)指針

4.5 函數(shù)介紹

Phase1Inits_enter

底層初始化，本例空

Phase1Inits_exit

底層初始化，本例空

Phase2Inits_enter

底層初始化，本例空

Phase2Inits_exit

創(chuàng)建主任務(wù)，初始化INT 引腳

代碼片段：

int ret = 0;
GPIOConfiguration config = {0};

//創(chuàng)建定時(shí)器
OSATimerCreate(&sample_xl9535_int_detect_timer_ref);
//創(chuàng)建中斷事件
OSAFlagCreate( &sample_xl9535_int_detect_flg_ref);  
Os_Create_HISR(&sample_xl9535_int_detect_hisr, "sample_xl9535_int_detect_hisr", sample_xl9535_detect_handler, 2);
//創(chuàng)建中斷處理任務(wù)
OSATaskCreate(&sample_xl9535_int_detect_task_ref, sample_xl9535_int_detect_stack_ptr, SAMPLE_XL9535_STACK_SIZE, 100, "detect_task", sample_xl9535_detect_task, NULL);

//初始化int引腳，這里使用70腳 gpio126
config.pinDir = GPIO_IN_PIN;
config.pinEd = GPIO_RISE_EDGE;
config.pinPull = GPIO_PULLUP_ENABLE;
config.isr = sample_xl9535_irq_handler;
GpioInitConfiguration(SAMPLE_GPIO_ISR_PIN_NUM, config);

sample_xl9535_detect_task

主任務(wù)，代碼發(fā)分為兩部分，一部分是發(fā)送不定長數(shù)據(jù)；另一部分是上電后等待其它模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)，收到后打印到串口。

代碼片段：

void sample_xl9535_detect_task(void *param)
{
    GPIO_ReturnCode ret = 0;
    UINT32 value = 0;
    OSA_STATUS status = OS_SUCCESS;
    UINT32 flag_value = 0;
    unsigned char RegAddr = 0;
    unsigned char RegWriteValue = 0;
    unsigned char RegReadValue0 = 0;
    unsigned char RegReadValue1 = 0;
    UINT8 down_en = 0;
    UINT8 up_en = 0;
    UINT8 sig_en = 0;
    UINT8 mul_en = 0;
    UINT8 read_en = 0;
    UINT8 de_en = 0;
    UINT8 ck_en = 0;
    UINT8 sim_en = 0;
    UINT8 gnss_en = 0;
    UINT8 nb_en = 0;
    UINT8 fourg_en = 0;

    //初始化i2c總線
    ret = drv_xl9535_i2c_init();
    sample_xl9535_catstudio_printf("ql_i2c_init ret %d", ret);

    //上電后，讀xl9535 io擴(kuò)展芯片的8個(gè)寄存器，測試用
    RegAddr       = 0x00;
    ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 00 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);
    RegAddr       = 0x01;
    ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 01 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);
    RegAddr       = 0x02;
    ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 02 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);
    RegAddr       = 0x03;
    ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 03 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);
    RegAddr       = 0x04;
    ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 04 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);
    RegAddr       = 0x05;
    ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 05 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);
    RegAddr       = 0x06;
    ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 06 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);
    RegAddr       = 0x07;
    ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 07 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);

    //等1s
    OSATaskSleep(1 * 200);

    //初始化xl0535 io擴(kuò)展芯片的06 07寄存器，設(shè)置所有的io都是輸入
    RegAddr       = 0x06;
    RegWriteValue = 0xFF;
    ret = drv_xl9535_i2c_write(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("write i2c value=0x%x, ret=%dn", RegWriteValue, ret);
    RegAddr       = 0x07;
    RegWriteValue = 0xFF;
    ret = drv_xl9535_i2c_write(&RegAddr, &RegReadValue0);
    sample_xl9535_catstudio_printf("write i2c value=0x%x, ret=%dn", RegWriteValue, ret);
    
    while(1)
    {
//        sample_xl9535_catstudio_printf("sample_xl9535_detect_taskrn");
        status = OSAFlagWait(sample_xl9535_int_detect_flg_ref, 0x01, OSA_FLAG_OR_CLEAR, &flag_value, OSA_SUSPEND);

        //紅豆版，設(shè)置了邊沿，但是還是會(huì)上升沿，下降沿都觸發(fā)，所以會(huì)執(zhí)行兩次
        if(flag_value & 0x01)
        {
            RegAddr       = 0x00;
            //ret = ql_i2c_read(i2c_no, SAMPLE_I2C_SLAVE_ADDR, RegAddr, &RegReadValue0, 1);
            ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue0);
//            sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 00 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue0, ret);
            RegAddr       = 0x01;
            //ret = ql_i2c_read(i2c_no, SAMPLE_I2C_SLAVE_ADDR, RegAddr, &RegReadValue0, 1);
            ret = drv_xl9535_i2c_read(&RegAddr, &RegReadValue1);
//            sample_xl9535_catstudio_printf("read reg 01 i2c value=0x%x, ret=%dn", RegReadValue1, ret);

            //寄存器值非默認(rèn)值，表示有io輸入，否則表示是上升沿中斷
            if(RegReadValue0 != 0xff || RegReadValue1 != 0x07)
            {
                event_ticks = OSAGetTicks();
                int_status = 0;

                //判斷是那個(gè)IO這里使用寄存器值判斷，后續(xù)可以改為根據(jù)位判斷
                if(RegReadValue1 == DRV_XL9535_BUTTON_DOWN_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("down int");
                    down_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue1 == DRV_XL9535_BUTTON_UP_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("up int");
                    up_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue1 == DRV_XL9535_BUTTON_SIG_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("sig int");
                    sig_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue0 == DRV_XL9535_BUTTON_MUL_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("mul int");
                    mul_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue0 == DRV_XL9535_BUTTON_READ_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("read int");
                    read_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue0 == DRV_XL9535_BUTTON_DE_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("de int");
                    de_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue0 == DRV_XL9535_BUTTON_CK_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("ck int");
                    ck_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue0 == DRV_XL9535_BUTTON_SIM_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("sim int");
                    sim_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue0 == DRV_XL9535_BUTTON_GNSS_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("gnss int");
                    gnss_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue0 == DRV_XL9535_BUTTON_NB_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("nb int");
                    nb_en = 1;
                }
                else if(RegReadValue0 == DRV_XL9535_BUTTON_4G_EN)
                {
//                    sample_xl9535_catstudio_printf("4g int");
                    fourg_en = 1;
                }
            }
            else
            {
                if(int_status == 0)
                {
                    UINT32 keep_ticks = OSAGetTicks() - event_ticks;
                    
                    if(keep_ticks > 20)
                    {
                        //檢測到某個(gè)IO被按下后，可以在這里，或者發(fā)送信號，消息等去其它任務(wù)執(zhí)行相應(yīng)操作
//                        sample_xl9535_catstudio_printf("keep_ticks:%d, event_ticks:%d", keep_ticks, event_ticks);
                        if(down_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("down en");
                        }
                        else if(up_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("up en");
                        }
                        else if(sig_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("sig en");
                        }
                        else if(mul_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("mul en");
                        }
                        else if(read_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("read en");
                        }
                        else if(de_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("de en");
                        }
                        else if(ck_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("ck en");
                        }
                        else if(sim_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("sim en");
                        }
                        else if(gnss_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("gnss en");
                        }
                        else if(nb_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("nb en");
                        }
                        else if(fourg_en == 1)
                        {
                            sample_xl9535_catstudio_printf("4g en");
                        }
                    }
                    down_en = 0;
                    up_en = 0;
                    sig_en = 0;
                    mul_en = 0;
                    read_en = 0;
                    de_en = 0;
                    ck_en = 0;
                    sim_en = 0;
                    gnss_en = 0;
                    nb_en = 0;
                    fourg_en = 0;
                }
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4.6 固件

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Cellular IoT Wiki初心：

在我們長期投身于蜂窩物聯(lián)網(wǎng) ODM/OEM 解決方案的實(shí)踐過程中，一直被物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)碎片化與產(chǎn)業(yè)資源碎片化的問題所困擾。從產(chǎn)品定義、芯片選型，到軟硬件研發(fā)和測試，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的碎片化以及產(chǎn)業(yè)資源的碎片化，始終對團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)品開發(fā)交付質(zhì)量和效率形成制約。為了減少因物聯(lián)網(wǎng)碎片化而帶來的重復(fù)開發(fā)工作，我們著手對物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)中高頻應(yīng)用的技術(shù)知識進(jìn)行沉淀管理，并基于 Bloom OS 搭建了不同平臺(tái)的 RTOS 應(yīng)用生態(tài)。后來我們發(fā)現(xiàn)，很多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)團(tuán)隊(duì)都面臨著相似的困擾，于是，我們決定向全體物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)開發(fā)者開放奇跡物聯(lián)內(nèi)部沉淀的應(yīng)用技術(shù)知識庫 Wiki，期望能為更多物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品開發(fā)者減輕一些重復(fù)造輪子的負(fù)擔(dān)。

Cellular IoT Wiki沉淀的技術(shù)內(nèi)容方向如下：

奇跡物聯(lián)的業(yè)務(wù)服務(wù)范圍：基于自研的NB-IoT、Cat1、Cat4等物聯(lián)網(wǎng)模組，為客戶物聯(lián)網(wǎng)ODM/OEM解決方案服務(wù)。我們的研發(fā)技術(shù)中心在石家莊，PCBA生產(chǎn)基地分布在深圳、石家莊、北京三個(gè)工廠，滿足不同區(qū)域&不同量產(chǎn)規(guī)模&不同產(chǎn)品開發(fā)階段的生產(chǎn)制造任務(wù)。跟傳統(tǒng)PCBA工廠最大的區(qū)別是我們只服務(wù)物聯(lián)網(wǎng)行業(yè)客戶。

連接我們，和10000+物聯(lián)網(wǎng)開發(fā)者一起 降低技術(shù)和成本門檻

讓蜂窩物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用更簡單~~

哈哈你終于滑到最重要的模塊了，

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