MSP430G2553微控制器I2C通信应用解析

### MSP430G2553微控制器I2C通信应用解析 #### 1. 应用概述 本次应用聚焦于使用MSP430G2553微控制器进行I2C通信，构建一个集时钟、温度与湿度显示功能于一体的设备。该设备会在LCD上同时展示日期、时间、星期几、温度和湿度信息。为了实现对各项功能的控制，还会连接一个4x4键盘。 #### 2. 应用规格与行为 - **主要目标**：借助IDE Energia展示I2C通信的可能性，将所有外设连接到I2C总线。 - **主要应用**：基于RTC的时钟，显示日期、时间和星期几，其中星期几由固件根据日期计算得出。同时，设备会反馈温度和空气湿度信息，并且所有传感器都是可选的。 - **行为表现**： 1. 上电后，设备会显示“欢迎屏幕”，展示固件名称和版本，持续几秒后进入主应用。 2. 若所有传感器和RTC芯片都已连接，主屏幕将显示完整信息；若部分传感器未连接，显示内容会相应调整。 3. 退出主屏幕后，可通过按下选择屏幕上的指定按键访问额外功能，如额外的温度传感器功能、RTC时钟设置以及湿度传感器更多信息。 #### 3. 应用操作 - **主应用/主菜单**： - 启动后，主应用会显示日期、时间、星期几、温度和湿度信息。日期和时间来自DS1307 RTC芯片，星期几由固件计算。 - 若DS1307芯片未连接，将无法获取日期和时间信息，也无法计算星期几。 - 温度信息优先来自AT30TSE740传感器，若该传感器未连接，则使用HYT939湿度传感器的温度传感器。 - 当主屏幕显示时，只能按下“*”键跳转到主菜单。 - **AT30TSE754温度传感器**： - 从主菜单选择温度传感器后，可看到以下信息： 1. 第一行显示要使用的温度传感器名称，按“*”键可返回主菜单。 2. 第二行显示温度传感器的I2C地址，可按“A”键更改地址。若选择的地址无传感器连接，固件会给出提示。 3. 第三行显示传感器测量的温度，按“2”键可在4位或2位小数格式之间切换。 4. 第四行显示测量分辨率，可按“1”键在9、10、11、12位之间切换。 - **实时时钟（RTC）**： - 在主菜单按“2”键可进入RTC功能。主屏幕显示当前日期（格式：dd.mm.yyyy）、计算得出的星期几和当前时间。 - 按“D”键可设置日期和时间，激活设置模式后，可使用数字键（0 - 9）输入，按“#”键跳转到下一个位置。按“B”键保存设置，按“*”键放弃更改并退出设置模式。 - **湿度传感器**： - 在主菜单按“3”键可激活HYT - 939功能，只能查看湿度和温度寄存器内容以及计算得出的湿度，按“*”键可返回主菜单。 #### 4. 使用的组件 - **GPIO - PCF8574A**： - 这是一款简单的I2C GPIO芯片，无需配置，无设置寄存器，有8个I/O端口，可作为输出直接驱动LED，也可作为输入。 - 有SOIC - 16和PDIP - 16两种封装，PCF8574和PCF8574A几乎相同，仅I2C地址不同。通过A0、A1、A2引脚可定义芯片的I2C地址，可同时连接16个相同芯片到I2C总线。具体I2C地址如下表所示： | Chip | A2 | A1 | A0 | I2C Address (binary) | | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | | PCF8574 | GND | GND | GND | 0100 000x | | PCF8574 | GND | GND | Vcc | 0100 001x | | PCF8574 | GND | Vcc | GND | 0100 010x | | PCF8574 | GND | Vcc | Vcc | 0100 011x | | PCF8574 | Vcc | GND | GND | 0100 100x | | PCF8574 | Vcc | GND | Vcc | 0100 101x | | PCF8574 | Vcc | Vcc | GND | 0100 110x | | PCF8574 | Vcc | Vcc | Vcc | 0100 111x | | PCF8574A | GND | GND | GND | 0111 000x | | PCF8574A | GND | GND | Vcc | 0111 001x | | PCF8574A | GND | Vcc | GND | 0111 010x | | PCF8574A | GND | Vcc | Vcc | 0111 011x | | PCF8574A | Vcc | GND | GND | 0111 100x | | PCF8574A | Vcc | GND | Vcc | 0111 101x | | PCF8574A | Vcc | Vcc | GND | 0111 110x | | PCF8574A | Vcc | Vcc | Vcc | 0111 111x | - 该芯片工作电压范围为2.5V至6.0V，可与3.3V供电的MSP430G2553正常配合使用。 - **写操作步骤**： 1. 主设备发送起始条件。 2. 主设备发送I2C地址并指示写操作（最后一位为0），如0111 1110。 3. 从设备（PCF8574A）通过发送ACK确认I2C地址。 4. 主