使用Python开发鸿蒙设备程序（2-I2C应用实例）原创精华

唐佐林

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。

使用Python开发鸿蒙设备程序（2-I2C应用实例）-鸿蒙开发者社区

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）-鸿蒙开发者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。