韌體 | I2C通訊：樹莓派與Arduino---使用Python
樹莓派環境作業系統：Raspbian硬體：樹莓派3B
Arduino環境硬體：Mega 2560開發板
步驟使用Python中的I2C模組操作樹莓派當作Master(主機)與Arduino作為Slave(從機)進行通訊。
1.前期作業樹莓派必須開啟I2C裝置，若不清楚如何開啟與設置，可以參考前文<Raspberry Pi | 樹莓派I2C設定>。
2.注意事項樹莓派(3.3v)與Arduino(5v)的電位水平(邏輯准位)不一樣，不過經參考資料得知，當樹莓派作為Master，Arduino作為Slave是能夠直接通訊的，
可以工作的原因為Arduino開發板沒有上拉電阻，而樹莓派上有1.8K歐姆的上拉電阻，恰好能夠進行通訊，若是要在I2C總線上加入新的裝置，記得要拔下上拉電阻。
3.硬體設置 樹莓派與Arduino進行I2C線路連接，請見下表。
樹莓派腳位Arduino Mega2560
SDASDA
SCLSCL
GNDGND
4.樹莓派端Python程式 1.Python相關程式設定並執行
2.測試Python程式
Python程式是由參考資料中的程式碼加以修改而來，原先的程式碼適用於Python2.7，黑修斯將之改為Python3，詳細程式碼如下：
import smbus
import time
# 設定樹莓派I2C的總線
bus = smbus.SMBus(1)
# 設定Arduino 的I2C位置
address = 0x04
# 傳送訊息
def writeNumber(value):
bus.write_byte(address, value)
return -1
# 讀取訊息
def readNumber():
number = bus.read_byte(address)
return number
while True:
# 指定var接受使用者輸入的指令
var = int(input('Enter 1 – 9: '))
#寫入使用的輸入的指令Var
writeNumber(var)
print ('RPI: Hi Arduino, I sent you ', var)
# 等待1秒
time.sleep(1)
#接收Arduino回傳的訊息
number = readNumber()
print ('Arduino: Hey RPI, I received a digit ', number)5.Arduino端C/C++程式 1.C/C++相關程式設定並執行
2.測試C/C++程式
Arduino 的程式碼，同樣是由參考資料中的程式碼加以修改而來，主要的程式碼作用為接收I2C訊號與回傳接收過的訊號，程式碼如下：
#include <Wire.h>
#define SLAVE_ADDRESS 0x04 // 設定Arduino開發板I2C的位址
int number = 0;
int state = 0;
void setup() {
pinMode(13, OUTPUT);// 設定pin13為輸出模式
Serial.begin(9600); // Serial通訊埠通訊設為9600速率
Wire.begin(SLAVE_ADDRESS);// 初始化Arduino的I2C位址
Wire.onReceive(receiveData); //I2C訊號接收時，啟用函式
Wire.onRequest(sendData);//主機要求讀取時，啟用函式
Serial.println("Ready!");
}
void loop() {
delay(100);
}
// callback for received data
void receiveData(int byteCount){
while(Wire.available()) {//當I2C的buffer中有資料時進入迴圈
number = Wire.read(); //指定nubmer 等於讀取的訊息
Serial.print("data received: ");
Serial.println(number);
if (number == 1){
if (state == 0){
digitalWrite(13, HIGH); // 致使 LED on
state = 1;
}else{
digitalWrite(13, LOW); // 致使 LED off
state = 0;
}
}
}
}
// callback for sending data
void sendData(){
Wire.write(number);
}6.整合性測試 1.透過樹莓派Master(主機)經由I2C通訊發送指令給Arduino開發板slave(從機)，並透過監測視窗觀看結果：
將樹莓派與Arduino開發板的程式都搞定後，便可以進行整合性測試，利用樹莓派的遠端桌面操作Python執行程式碼，而Arduino與電腦連接後開啟序列埠通訊視窗監測訊號，最終結果如下圖。
2.透過樹莓派Master(主機)發送指令控制Arduino開發板slave(從機)的LED開關：
這邊將樹莓派的5V電源供應給Arduinod開發板，直接透過樹莓派操作指令，輸入1可進行Arduinod開發板上的LED開關，如下圖。
當樹莓派輸入1，Arduino開發板的LED會亮起；再輸入一次1，Arduino開發板的LED會熄滅。
頁:
[1]