ESP32S3 IDF 对 16路输入输出芯片MCP23017做了个简单的测试

news2024/11/14 13:40:46

这次还是使用了idf老版本4.4.7，上次用了5.3，感觉不好用，官方的MCP23017芯片是英文版，真的很难读明白，可能是我英语水平不够吧。先看看每个寄存器的功能：

在这里插入图片描述

IODIRA 和 IODIRB: 输入/输出方向寄存器
IPOLA 和 IPOLB: 输入极性寄存器
GPINTENA 和 GPINTENB: GPIO 中断使能寄存器
DEFVALA 和 DEFVALB: 默认值寄存器
INTCONA 和 INTCONB: 中断控制寄存器
IOCONA 和 IOCONB: 配置寄存器
GPPUA 和 GPPUB: 上拉电阻寄存器
INTFA 和 INTFB: 中断标志寄存器
INTCAPA 和 INTCAPB: 中断捕获寄存器
GPIOA 和 GPIOB: 数据方向寄存器
OLATA 和 OLATB: 输出锁存器寄存器

寄存器说明

  1. 输入/输出方向寄存器 (IODIRA 和 IODIRB)
    地址: IODIRA 的地址是 0x00，IODIRB 的地址是 0x01。
    功能: 这些寄存器用于设置 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚的输入/输出方向。
    0: 对应的引脚配置为输出。
    1: 对应的引脚配置为输入。
  2. 输入极性寄存器 (IPOLA 和 IPOLB)
    地址: IPOLA 的地址是 0x02，IPOLB 的地址是 0x03。
    功能: 这些寄存器用于反转 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚的输入状态。
    0: 对应的引脚保持原始输入状态。
    1: 对应的引脚输入状态被反转。
  3. GPIO 中断使能寄存器 (GPINTENA 和 GPINTENB)
    地址: GPINTENA 的地址是 0x04，GPINTENB 的地址是 0x05。
    功能: 这些寄存器用于启用 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚的中断功能。
    0: 对应的引脚的中断功能禁用。
    1: 对应的引脚的中断功能启用。
  4. 默认值寄存器 (DEFVALA 和 DEFVALB)
    地址: DEFVALA 的地址是 0x06，DEFVALB 的地址是 0x07。
    功能: 这些寄存器用于设置 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚的默认比较值。当 GPIO 引脚的输入状态与默认值寄存器中的值不同时，会产生中断。
  5. 中断控制寄存器 (INTCONA 和 INTCONB)
    地址: INTCONA 的地址是 0x08，INTCONB 的地址是 0x09。
    功能: 这些寄存器用于配置 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚的中断触发方式（上升沿、下降沿或变化）。
    0: 对应的引脚中断触发方式为变化。
    1: 对应的引脚中断触发方式为上升沿或下降沿。
  6. 配置寄存器 (IOCONA 和 IOCONB)
    地址: IOCONA 的地址是 0x0A，IOCONB 的地址是 0x0B。
    功能: 这些寄存器用于配置全局设置，如中断行为、序列号等。
  7. 上拉电阻寄存器 (GPPUA 和 GPPUB)
    地址: GPPUA 的地址是 0x0C，GPPUB 的地址是 0x0D。
    功能: 这些寄存器用于启用 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚的内部上拉电阻。
    0: 对应的引脚的上拉电阻禁用。
    1: 对应的引脚的上拉电阻启用。
  8. 中断标志寄存器 (INTFA 和 INTFB)
    地址: INTFA 的地址是 0x0E，INTFB 的地址是 0x0F。
    功能: 这些寄存器用于指示 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚是否产生了中断。当某个引脚产生中断时，相应的位将被设置为 1。
  9. 中断捕获寄存器 (INTCAPA 和 INTCAPB)
    地址: INTCAPA 的地址是 0x10，INTCAPB 的地址是 0x11。
    功能: 这些寄存器用于存储 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚在产生中断时的输入状态。
  10. 数据方向寄存器 (GPIOA 和 GPIOB)
    地址: GPIOA 的地址是 0x12，GPIOB 的地址是 0x13。
    功能: 这些寄存器用于读取 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚的当前输入状态。
  11. 输出锁存器寄存器 (OLATA 和 OLATB)
    地址: OLATA 的地址是 0x14，OLATB 的地址是 0x15。
    功能: 这些寄存器用于设置 Port A 和 Port B 上每个 GPIO 引脚的输出状态。

代码，已经测试读写寄存器没有问题，输入可以检测（没用中断），也可以正常输出：

#include <driver/i2c.h>
#include <esp_log.h>

#define I2C_MASTER_SCL_IO 15 /*!< gpio number for I2C master clock */
#define I2C_MASTER_SDA_IO 16 /*!< gpio number for I2C master data */
#define I2C_MASTER_NUM I2C_NUM_0 /*!< I2C port number for master dev */
#define I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE 0 /*!< I2C master do not need buffer */
#define I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE 0 /*!< I2C master do not need buffer */
#define I2C_MASTER_FREQ_HZ 400000 /*!< I2C master clock frequency */

#define MCP23017_ADDRESS 0x20 /*!< I2C address of MCP23017 */

static const char *TAG = "I2C_MASTER";

void i2c_master_init() {
    i2c_config_t conf = {
    .mode = I2C_MODE_MASTER,
    .sda_io_num = I2C_MASTER_SDA_IO,
    .sda_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,
    .scl_io_num = I2C_MASTER_SCL_IO,
    .scl_pullup_en = GPIO_PULLUP_ENABLE,
    .master.clk_speed = I2C_MASTER_FREQ_HZ,
    };

    i2c_param_config(I2C_MASTER_NUM, &conf);
    i2c_driver_install(I2C_MASTER_NUM, conf.mode, I2C_MASTER_RX_BUF_DISABLE, I2C_MASTER_TX_BUF_DISABLE, 0);
}

void read_register(uint8_t reg, uint8_t *value)
{
    uint8_t data[1] = {reg};
    i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();

    // 写入寄存器地址
    i2c_master_start(cmd);
    i2c_master_write_byte(cmd, (MCP23017_ADDRESS << 1) | I2C_MASTER_WRITE, true);
    i2c_master_write(cmd, data, 1, true);

    // 读取数据
    i2c_master_start(cmd);
    i2c_master_write_byte(cmd, (MCP23017_ADDRESS << 1) | I2C_MASTER_READ, true);
    i2c_master_read(cmd, value, 1, I2C_MASTER_LAST_NACK);
    i2c_master_stop(cmd);

    i2c_master_cmd_begin(I2C_MASTER_NUM, cmd, 1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    i2c_cmd_link_delete(cmd);
}

void write_register(uint8_t reg, uint8_t value) {
    uint8_t data[2] = {reg, value};
    i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
    i2c_master_start(cmd);
    i2c_master_write_byte(cmd, (MCP23017_ADDRESS << 1) | I2C_MASTER_WRITE, true);
    i2c_master_write(cmd, data, sizeof(data), true);
    i2c_master_stop(cmd);
    i2c_master_cmd_begin(I2C_MASTER_NUM, cmd, 1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    i2c_cmd_link_delete(cmd);
}

void set_output_direction(uint8_t port, uint8_t direction) {
    // 设置输出方向
    // 方向：0为输出，1为输入
    write_register(port == 0 ? 0x00 : 0x01, direction);
}

void set_output_value(uint8_t port, uint8_t value) {
    // 设置输出值
    // value: 输出值
    //write_register(port == 0 ? 0x12 : 0x13, value);
    write_register(port == 0 ? 0x14 : 0x15, value);
}

void example() {
    i2c_master_init();
    // 设置PORTA为全输出
    set_output_direction(0, 0x00);
    // 设置PORTA的输出值为0xFF
    set_output_value(0, 0x0f);
}

void app_main() {
    i2c_master_init();
    // 设置PORT A B为全输出
    set_output_direction(0, 0x00);
    set_output_direction(1, 0x00);

    // 设置PORTA的输出值为0xf5	B为0xAF
    set_output_value(0, 0xf5);
    set_output_value(1, 0xAf);




    // 设置PORT A B为输入
    set_output_direction(0, 0xff);
    set_output_direction(1, 0xff);


    uint8_t data1[1] = {0};
    uint8_t data2[1] = {0};
    while (true)
    {
        read_register(0x12, data1);
        read_register(0x13, data2);
        ESP_LOGI(TAG, "read register 0x12: %02X      0x13: %02X", data1[0], data2[0]);
        vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    }
    

}

希望对你有帮助。

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