[ESP32]学习笔记05
ESP32 I2C外设的使用 读写AT24C04 FreeRTOS嵌入式实时操作系统思想
今天我们通过使用ESP32的I2C外设来进行对EEPROM的读写操作，本次我们使用FreeRTOS进行创建任务进程，而不是通过While死循环顺序执行。在乐鑫提供的SDK中已经包含了FreeRTOS相关代码文件，我们直接使用即可；
在此之间，在此提醒熟读乐鑫提供的ESP-IDF编程指南，以及AT24C04的相关芯片手册。
目录
- ESP32 I2C外设的使用 读写AT24C04 FreeRTOS嵌入式实时操作系统思想
- I2C简介
- 一、AT24C04
- 1.简介
- 2.程序设计
- 二、FreeRTOS
- 1.简单理解嵌入式实时操作系统
- 2.创建任务
I2C简介
这里直接Copy百度百科了
IIC 简介
IIC(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由 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。它是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。
在 CPU 与被控 IC 之间、 IC 与 IC 之间进行双向传送， 高速 IIC 总线一般可达 400kbps 以上。
I2C 总线在传送数据过程中共有三种类型信号， 它们分别是：开始信号、结束信号和应答
信号。
开始信号： SCL 为高电平时， SDA 由高电平向低电平跳变，开始传送数据。
结束信号： SCL 为高电平时， SDA 由低电平向高电平跳变，结束传送数据。
应答信号：接收数据的 IC 在接收到 8bit 数据后，向发送数据的 IC 发出特定的低电平脉冲，
表示已收到数据。 CPU 向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号， CPU 接
收到应答信号后，根据实际情况作出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为
受控单元出现故障。
I2C的时序图就不贴出来了；
提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考
一、AT24C04
1.简介
AT24C04是Ateml公司的4Kb得电可擦除存储芯片，采用两线串行的总线和单片机通讯，电压最低可以到2.5V，额定电流为1mA，静态电流10uA(5.5V)，芯片内的资料可以在断电的情况下保存100年，而且采用8 脚的 封装，使用方便。
我们来看AT24C04的电路图：
这里WP引脚接到了地，我们可以对整个512个字节进行读写操作。
2.程序设计
首先建立AT24C04.c和.h文件，引入将要使用到的头文件：
#include "AT24C04.h"
#include "esp_log.h"
#include "driver/i2c.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
编辑AT24C04的头文件：
#define AT24C04_SCL_PIN GPIO_NUM_12
#define AT24C04_SDA_PIN GPIO_NUM_13#define I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE 0 /*!< I2C master doesn't need buffer */
#define I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE 0 /*!< I2C master doesn't need buffer */#define ACK_CHECK_EN 0x1 /*!< I2C master will check ack from slave*/
#define ACK_CHECK_DIS 0x0 /*!< I2C master will not check ack from slave */
#define ACK_VAL 0x0 /*!< I2C ack value */
#define NACK_VAL 0x1 /*!< I2C nack value */#define CHIPADDR 0x50
对于I2C外设的初始化，可参考乐鑫提供的I2C示例，也可参考IDF编程指南：
这里我们把I2C配置为主机模式，与STM32不同的是ESP32配置好I2C后一定要记得注册外设；
/*** @name AT24C04_Init.* @brief AT24C04初始化* @param None* @retval None*/
void AT24C04_Init(void)
{i2c_config_t i2c_configstructure;i2c_configstructure.mode = I2C_MODE_MASTER; //配置为I2C主机模式i2c_configstructure.scl_io_num = AT24C04_SCL_PIN; //at24c04 scl引脚号i2c_configstructure.scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; //使能上拉i2c_configstructure.sda_io_num = AT24C04_SDA_PIN; //at24c04 sda引脚号i2c_configstructure.sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE; //使能上拉i2c_configstructure.master.clk_speed = 100000; //配置i2c CLK频率i2c_configstructure.clk_flags = 0;i2c_param_config(I2C_NUM_0, &i2c_configstructure); //配置i2c初始化参数i2c_driver_install(I2C_NUM_0, i2c_configstructure.mode, I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE, I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE, 0);
}
至于这里的CLK频率如何确定，我们可以通过i2c_config_t这个结构体查看，规定时钟频率不能超过1MHz；不同芯片模组有不同，具体频率需要根据所使用的的模组进行确定。
/*** @brief I2C initialization parameters*/
typedef struct{i2c_mode_t mode; /*!< I2C mode */int sda_io_num; /*!< GPIO number for I2C sda signal */int scl_io_num; /*!< GPIO number for I2C scl signal */bool sda_pullup_en; /*!< Internal GPIO pull mode for I2C sda signal*/bool scl_pullup_en; /*!< Internal GPIO pull mode for I2C scl signal*/union {struct {uint32_t clk_speed; /*!< I2C clock frequency for master mode, (no higher than 1MHz for now) */} master; /*!< I2C master config */struct {uint8_t addr_10bit_en; /*!< I2C 10bit address mode enable for slave mode */uint16_t slave_addr; /*!< I2C address for slave mode */} slave; /*!< I2C slave config */};uint32_t clk_flags; /*!< Bitwise of ``I2C_SCLK_SRC_FLAG_**FOR_DFS**`` for clk source choice*/
} i2c_config_t;
然后我们编辑对AT24C04进行读写操作的函数：
/*** @name AT24C04_ReadByte.* @brief AT24C04读取一个字节* @param ReadAddr: 开始读取的起始地址* @retval 读取到的数据*/
uint8_t AT24C04_ReadByte(uint16_t ReadAddr)
{esp_err_t ret = 0;uint8_t data = 0;i2c_cmd_handle_t i2c_cmd = i2c_cmd_link_create();i2c_master_start(i2c_cmd);i2c_master_write_byte(i2c_cmd, 0xA0 + ((ReadAddr / 256) << 1), ACK_CHECK_EN);i2c_master_write_byte(i2c_cmd, ReadAddr % 256, ACK_CHECK_EN);i2c_master_start(i2c_cmd);i2c_master_write_byte(i2c_cmd, ((CHIPADDR << 1) | I2C_MASTER_READ), ACK_CHECK_EN);i2c_master_read_byte(i2c_cmd, &data, NACK_VAL);i2c_master_stop(i2c_cmd);ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_0, i2c_cmd, 1000 / portTICK_PERIOD_MS);i2c_cmd_link_delete(i2c_cmd);return data;
}/*** @name AT24C04_WriteByte.* @brief AT24C04写入一个字节* @param WriteAddr: 开始写入的起始地址* @param DatatoWrite: 需要写入的数据* @retval None*/
void AT24C04_WriteByte(uint16_t WriteAddr, uint8_t DatatoWrite)
{esp_err_t ret = 0;i2c_cmd_handle_t i2c_cmd = i2c_cmd_link_create();i2c_master_start(i2c_cmd);i2c_master_write_byte(i2c_cmd, 0XA0 + ((WriteAddr / 256) << 1), ACK_CHECK_EN); //发送器件地址0XA0,写数据i2c_master_write_byte(i2c_cmd, WriteAddr % 256, ACK_CHECK_EN); //发送低地址i2c_master_write_byte(i2c_cmd, DatatoWrite, ACK_CHECK_EN);i2c_master_stop(i2c_cmd);ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_0, i2c_cmd, 1000 / portTICK_RATE_MS);i2c_cmd_link_delete(i2c_cmd);vTaskDelay(10 / portTICK_RATE_MS);
}/*** @name AT24C04_Check.* @brief 检查AT24C04是否正常* @param ReadAddr: 开始读取的起始地址* @retval 1: 检测失败* @retval 0: 检测成功*/
uint8_t AT24C04_Check(void)
{uint8_t temp;temp = AT24C04_ReadByte(511);ESP_LOGI(TAG, "AT24C04_Check : %02X \r\n", temp);if (temp == 0x55){return 0;}else{AT24C04_WriteByte(511, 0x55);temp = AT24C04_ReadByte(511);if (temp == 0X55)return 0;}return 1;
}/*** @name AT24C04_ReadData.* @brief 在AT24CXX里面的指定地址开始读出指定个数的数据* @param ReadAddr :开始读出的地址 对24c04为0~511* @param pBuffer: 数据数组首地址* @param NumToRead:要读出数据的个数* @retval None*/
void AT24C04_ReadData(uint16_t ReadAddr, uint8_t *pBuffer, uint16_t NumToRead)
{while (NumToRead){*pBuffer++ = AT24C04_ReadByte(ReadAddr++);NumToRead--;}
}/*** @name AT24C04_WriteData.* @brief 在AT24CXX里面的指定地址开始写入指定个数的数据* @param WriteAddr: 开始写入的地址 对24c04为0~511* @param pBuffer: 数据数组首地址* @param NumToWrite: 要写入数据的个数* @retval None*/
void AT24C04_WriteData(uint16_t WriteAddr, uint8_t *pBuffer, uint16_t NumToWrite)
{while (NumToWrite--){AT24C04_WriteByte(WriteAddr, *pBuffer);WriteAddr++;pBuffer++;}
}
别忘了在头文件中进行声明；
到这里基本上对AT24C04的操作代码就基本编辑完毕，本次实验还使用到的ESP提供的日志库进行打印输出调试信息；理解较为容易，这里不再赘述。
二、FreeRTOS
1.简单理解嵌入式实时操作系统
我们在学习51单片机的时候，就已经接触过了中断，那么中断不同于程序顺序执行的思想，通过中断，我们可以跳出正在执行的程序，来处理发生中断的事件，通过触发中断事件，来执行中断回调函数，以解决一些原程序之外的由外部触发的突发事件，常见的中断有看门狗中断，外部中断，定时器中断等等；和计算机不同的是，简单的普通性能的单片机只有一个核心，程序执行的方式则是顺序执行，那么在学习中断的时候我们了解到了中断优先级的概念，在中断优先级当中又细分为了抢占优先级和子优先级，以此来处理不同条件触发中断时的先后顺序，通过中断是否可以达到近似任务同时执行的效果呢？因此有了嵌入式实时操作系统，如何来理解实时操作系统和原本的顺序执行程序的区别呢？通俗易懂的来说，就像一位母亲正在给小孩子喂饭，这个时候领导打电话过来，那么按照顺序执行的理念，要么先接完电话，再喂饭，要么喂完饭再接电话；这样是否会造成无论谁先执行，另一方都会处在一直等待的状态呢；必须等待上一个任务执行完成后，才能执行下一个任务；那么用嵌入式实时操作系统的理念来处理这件事呢。
我们通过一张图来理解：
套入示例来理解，这位母亲先讲两句电话，然后为几口饭，再讲几句电话，如此交替运行，即可达到类似两件事同时做的效果。在FreeRTOS内，我们直接使用提供的函数进行任务创建即可；注意事件的优先级；
这里对FreeRTOS描述的不是那么专业，可自行查询FreeRTOS的文档了解；
2.创建任务
我这里使用的是ESP32-S2，只有一个核心，不需要进行指定核心运行，如果是双核的ESP32可使用xTaskCreatePinnedToCore来指定核心；
我们先编写事件函数：
/*** @brief AT24C04_ReadWriteTestTask.* @param None* @retval None*/
void AT24C04_ReadWriteTestTask(void *arg)
{AT24C04_Init();while (1){while (AT24C04_Check()){ //检测不到24c04ESP_LOGI(TAG, "24C04 Check Failed!\r\n");vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);ESP_LOGI(TAG, "Please Check! \r\n");vTaskDelay(1000 / portTICK_RATE_MS);}ESP_LOGI(TAG, "Start Write 24C04....\r\n");AT24C04_WriteData(0, (uint8_t *)TEXT_Buffer, SIZE);ESP_LOGI(TAG, "24C04 Write Finished!\r\n"); //提示传送完成ESP_LOGI(TAG, "Start Read 24C04.... \r\n");AT24C04_ReadData(0, datatemp, SIZE);ESP_LOGI(TAG, "The Data Readed is: %s \r\n", datatemp); //提示传送完成ESP_LOGI(TAG, "Test ok\n");vTaskDelay(5000 / portTICK_RATE_MS);}
}
还使用到了之间的Led，那么我们为Led也创建一个事件，让它一直闪烁：
/*** @brief Led_BlinkTask.* @param None* @retval None*/
void Led_BlinkTask(void *arg)
{Led_Init();while (1){ESP_LOGI(TAG, "Led On\n");gpio_set_level(BLINK_GPIO, 0);vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);ESP_LOGI(TAG, "Led Off\n");gpio_set_level(BLINK_GPIO, 1);vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);}
}
然后我们为两个事件创建进程，分配内存空间：
ESP_LOGI(TAG, "APP Start......");
ESP_ERROR_CHECK(nvs_flash_init());
xTaskCreate(&AT24C04_ReadWriteTestTask, //pvTaskCode"sensorTask", //pcName4096, //usStackDepthNULL, //pvParameters2, //uxPriorityNULL //pxCreatedTask);
xTaskCreate(Led_BlinkTask, "Led_Blink", 2048, NULL, 5, NULL);
编译后烧录到开发板中，打开串口中断查看打印的信息。
可以看到读写成功
[ESP32]学习笔记05相关推荐
- ESP32 单片机学习笔记 - 05 - AP/Smart Config
ESP32 单片机学习笔记 - 05 - AP/Smart Config 终于把感觉必要的基础外设学完了,开始学esp32的主要特色功能--物联网~~?(大概) 一.WIFI热点 AP模式 编程指南: ...
- ESP32学习笔记( VSCode + ESP-IDF环境) 3 ——GPIO相关的简单外设驱动
1.如何在VSCode和ESP-IDF的环境下创建工程 说实话,这是我用ESP-IDF在VSCode环境下最不喜欢的事情,在一顿CSDN和百度之后,很多大佬博主都推荐使用VSCode,通过官方示例来进 ...
- JavaWeb黑马旅游网-学习笔记05【分类数据展示功能】
Java后端 学习路线 笔记汇总表[黑马程序员] JavaWeb黑马旅游网-学习笔记01[准备工作] JavaWeb黑马旅游网-学习笔记02[注册功能] JavaWeb黑马旅游网-学习笔记03[登陆和 ...
- JavaWeb-综合案例(用户信息)-学习笔记05【分页查询功能】
Java后端 学习路线 笔记汇总表[黑马程序员] JavaWeb-综合案例(用户信息)-学习笔记01[列表查询] JavaWeb-综合案例(用户信息)-学习笔记02[登录功能] JavaWeb-综合案 ...
- JavaScript学习笔记05【高级——DOM对象】
w3school 在线教程:https://www.w3school.com.cn JavaScript学习笔记01[基础--简介.基础语法.运算符.特殊语法.流程控制语句][day01] JavaS ...
- MySQL学习笔记05【多表操作、三大范式、数据库的备份和还原】
MySQL 文档-黑马程序员(腾讯微云):https://share.weiyun.com/RaCdIwas 1-MySQL基础.pdf.2-MySQL约束与设计.pdf.3-MySQL多表查询与事务 ...
- opencv学习笔记05
原创:opencv学习笔记05 OpenCV-Python教程:40.ORB https://www.jianshu.com/p/49a84ddef11d ORB最重要的事情是它是OpenCV实验室出 ...
- 关于esp32蓝牙模块的使用——esp32学习笔记
关于esp32蓝牙模块的使用--esp32学习笔记 关于esp32蓝牙模块的使用--esp32学习笔记 关于esp32蓝牙模块的使用--esp32学习笔记 零.前言 一.经典蓝牙BT 二.低功耗蓝牙B ...
- ESP32学习笔记（1）——搭建环境、编译烧写（Windows+VS Code）
Espressif-IDE 环境搭建参看 ESP32学习笔记(50)--搭建环境.编译烧写(Windows+Espressif-IDE) 一.搭建环境 1.1 官方资料 ESP-IDF 编程指南 1. ...
最新文章
- BGP local-preference MED属性实验
- 【APP接口开发】chrome浏览器DHC工具安装使用（亲测有效）
- 春节后面试别人的经历总结之一，好岗位分享给还在找工作中的软件开发爱好者们【转】...
- win102004优化_win10 2004系统电脑出现玩命运2掉帧的问题
- 【项目调研+论文阅读】基于医学文献的实体抽取(NER)方法研究 day5
- 电力电气自动计算excel表格大全【共46份】
- 侯捷老师英中繁简术语对照表
- 访达前往文件夹_MacOS实用技巧之Finder(访达)的使用
- 东北大学材料成型工艺学中期末复习
- arcgis打开Excel文件显示没有注册类的解决方案
- 伦敦金实时行情今日变化多少？
- 赵小楼:《天道》《遥远的救世主》深度解析（22）丁元英为什么不问肖亚文以后有什么打算？
- 赛灵思 Xilinx Versal 自适应计算加速平台嵌入式设计教程
- 如何学习解剖学的简单方法
- coursera-dl 报错 AttributeError (‘HTMLParser’ object has no attribute ‘unescape’)
- 海思HI3516板子初体验
- SQL实现一对多、多对多建表与查询
- H3C SE 教程笔记——构建安全优化的广域网（下）
- java集合框架笔记
- VLC media player组播测试使用总结