I2C扩展器、I2C器件、I2C通讯、产品简介、产品参数、使用说明、应用样例

简介

Gravity: I2C扩展器专门用于解决I2C器件地址的冲突，通过这款扩展器的转接，连接到主控板同一个I2C口上的多个相同地址的I2C器件就可以正常通信并使用了。

当你辛辛苦苦找到了所需的传感器，并且想在主控板的I2C口上级联2个或者更多的传感器，但不久你发现传感器的I2C地址竟然是固定的！也就是说，不能在同一个I2C口上使用多个传感器！天啊，这可怎么办啊？我不想再换传感器了。别慌！DFRobot的Gravity: I2C扩展器就是专门解决I2C地址的冲突。通过这个扩展器的转接，你可以在同一个I2C口上接多个相同地址的I2C器件并且正常使用啦。

这个扩展器易于使用，即插即用，无需焊接。1个扩展器上有8个I2C接口，这就意味着：1个扩展器转接后，可以在同一个I2C口上接8个相同地址的器件并正常使用。这个扩展器默认的地址为0x70，地址是可以改变的，根据你的需要，可以在0x70~0x77之内做设定。理论上，在0x70~0x77的地址内可以级联8个扩展器，每个扩展器又可以接8个相同地址的器件，这就实现了同一个I2C口接64个相同地址的器件并正常使用，非常的强大！

注意：如果只是I2C（SCL、SDA）接口不够用（例如想同时接3个I2C模块而扩展板只有2个接口时）应选择I2C分线模块 [点击跳转]

技术规格

工作电压：3.3~5.0V
接口类型：PH2.0-4P
接口电平：高电平3.3V，低电平0V
接口协议：I2C
I2C时钟频率：100K，400K
I2C端口数量：8
默认I2C地址：0x70（拨码开关全部拨向0）
I2C地址范围：0x70~0x77
产品尺寸：32*32mm

引脚说明

标号	名称	功能描述
+	VCC	电源正极（3.3~5V）
-	GND	电源负极（0V）
C	SCL	I2C时钟信号线SCL
D	SDA	I2C数据信号线SDA
R	RESET	复位，低电平有效

引脚说明

拨码开关说明：
如上图所示，拨码开关默认全部拨向右端，即标有‘0’的一端，此时A2A1A0全部为低电平，因此模块的默认地址为0x70。如拨码开关全部拨向左端，即标有‘1’的一端，此时A2A1A0全部为高电平，此时地址为0x77。您可以根据需要，调节拨码开关来设定地址，可在0x70~0x77内做设定。

使用教程

本教程以两块OLED显示屏为例来演示如何使用这款I2C扩展器。
本例中采用的OLED显示屏，I2C地址是固定的，因此这两块OLED屏幕不能直接同时级联到同一个I2C口上使用。但通过I2C扩展器的转接，主控板的一个I2C口就能正常的同时使用这2块OLED显示屏了。

准备

' 硬件'

1 x Arduino UNO(或类似的控制板)
1 x Gravity: I2C扩展器
2 x Gravity I2C OLED-2864 显示屏（或类似的2块I2C地址一样的模块）
3 x Gravity 4pin传感器连接线（或若干杜邦线）

软件

Arduino IDE(1.0.x或1.8.x)，点击下载Arduino IDE
下载[https://github.com/DFRobot/DFRobot_I2C_MultiplexerDFRobot_I2C_Multiplexer库]并安装。如何安装库?

接线图

操作步骤

将I2C扩展器的I2C接口（PH2.0-4P贴片座子）连接到Arduino主控板的I2C接口上
将两块OLED显示屏的I2C接口分别连接到I2C扩展器的0端口和1端口（彩色排针）
Arduino主控板通过USB线与电脑连接，打开Arduino IDE，安装好库文件后，编译Multi_SSD1306.ino并上传到Arduino主控板即可看到样例代码的运行效果

样例代码

请先下载[https://github.com/DFRobot/DFRobot_I2C_MultiplexerDFRobot_I2C_Multiplexer库][https://github.com/DFRobot/DFRobot_SSD1306/archive/master.zipDFRobot_SSD1306库] [https://github.com/DFRobot/DFRobot_Display/archive/master.zipDFRobot_Display库]并安装。如何安装库?

 /*!
 * @file multiSsd1306.ino
 * @brief Connect two SSD1306 devices to the port 0 and  port 1 on the i2c multiplexer respectively 
 * @n     and then connect the I2c multiplexer and Arduino, download this sample. The address of I2C and
 * @n     the name of SSD1306 display module can be seen.
 * @n     Download Display library https://github.com/DFRobot/DFRobot_Display.git
 * @n     Download SSD1306 library https://github.com/DFRobot/DFRobot_SSD1306.git
 * @detail  I2C address selection
 * @n       A2  A1  A0  I2C_addr
 * @n       0   0   0   0x70(default)
 * @n       0   0   1   0x71
 * @n       0   1   0   0x72
 * @n       0   1   1   0x73
 * @n       1   0   0   0x74
 * @n       1   0   1   0x75
 * @n       1   1   0   0x76
 * @n       1   1   1   0x77
 * @copyright   Copyright (c) 2010 DFRobot Co.Ltd (http://www.dfrobot.com)
 * @license     The MIT License (MIT)
 * @author      PengKaixing(kaixing.peng@dfrobot.com)
 * @maintainer  [qsjhyy](yihuan.huang@dfrobot.com)
 * @version  V1.0
 * @date  2022-12-06
 * @url https://github.com/DFRobot/DFRobot_I2C_Multiplexer
 */
#include "DFRobot_SSD1306_I2C.h"
#include "DFRobot_I2C_Multiplexer.h"

/*Create an OLED object, the address is 0x3c*/ 
DFRobot_SSD1306_I2C OLED(0x3c);

/*Create an I2C Multiplexer object, the address of I2C Multiplexer is 0X70*/
DFRobot_I2C_Multiplexer I2CMulti(&Wire, 0x70);

void setup(void){
  I2CMultiplexer.begin();
  /*Let the OLED on port 0 display characters*/
  /**
   * @brief Enable a specific channel on the I2C multiplexer or disable all channels
   * @param port - Select channel, range: 0 - 8
   * @n 0-7 for enabling the corresponding channel separately, 8 for disabling all channels 
   * @note When“multiple multiplexer modules” are used on one I2C bus to connect “sensors with same I2C address”, to avoid conflicts,  
   * @n it is necessary to ensure that “the currently used channel”is the only enabled one among “all channels in all multiplexers” 
   * @n For instance, when one of the channels in the first multiplexer is enabled, in order to use any channel in the second multiplexer,  
   * @n please make sure that the channels in the first multiplexer are all disabled.
   */
  I2CMulti.selectPort(0);
  // Initialize OLED
  OLED.begin();                
  OLED.setTextColor(1);
  OLED.setTextSize(2);

  // Set the corrdianate of characters
  OLED.setCursor(0,0);
  // Display characters
  OLED.print("device A");       
  OLED.setCursor(0,30);
  OLED.print("addr:0x3C");
  /**
   * Disable all channels to avoid interference when using multiple multiplexer.
   * If only one multiplexer is used, you don't need to do that.
   */
  // I2CMulti.selectPort(8);

  /*Let OLED on port 1 display characters */
  I2CMulti.selectPort(1);
  OLED.begin();
  OLED.setTextColor(1);
  OLED.setTextSize(2);
  
  OLED.setCursor(0,0);
  OLED.print("device B");
  OLED.setCursor(0,30);
  OLED.print("addr:0x3C");
  /**
   * Disable all channels to avoid interference when using multiple multiplexer.
   * If only one multiplexer is used, you don't need to do that.
   */
  // I2CMulti.selectPort(8);
}

void loop(void){
}

结果

如下图所示，虽然两个OLED屏幕的I2C地址是一样的，但通过I2C扩展器的转接后，都能正常显示了。

程序框架

通过上述的案例，我们已经了解了这款I2C扩展器的硬件和软件是怎么使用的。现在对软件进一步概括，可得出如下的软件框架，该框架可更好的帮助你理解软件库并应用到您的项目中。


    #include "DFRobot_I2CMultiplexer.h"
    #include <Wire.h>

    DFRobot_I2C_Multiplexer I2CMulti(&Wire, 0x70);   //Create an I2C Multiplexer Object;Default Address: 0x70

    void setup(void)
    {
      I2CMulti.selectPort(0);       //Select Port 0
      ...                           //Initialize the I2C Device on Port 0

      I2CMulti.selectPort(1);      //Select Port 1
      ...                          //Initialize the I2C Device on Port 1

       .
       .
       .

      I2CMulti.selectPort(7);      //Select Port 7
      ...                          //Initialize the I2C Device on Port 7
    }

    void loop(void)
    {
      I2CMulti.selectPort(0);       //Select Port 0
      ...                           //Communicate with the I2C Device on Port 0

      I2CMulti.selectPort(1);      //Select Port 1
      ...                          //Communicate with the I2C Device on Port 1

       .
       .
       .

      I2CMulti.selectPort(7);      //Select Port 7
      ...                          //Communicate with the I2C Device on Port 7
    }

Mind+图形化编程

1、下载及安装软件。下载地址：http://www.mindplus.cc 详细教程：Mind+基础wiki教程-软件下载安装
2、切换到“上传模式”。详细教程：Mind+基础wiki教程-上传模式编程流程
3、“扩展”中选择“主控板”中的“Arduino Uno”，“显示器”中选择“OLED2864显示屏”，“功能模块”选择“I2C级联扩展器”。详细教程：Mind+基础wiki教程-加载扩展库流程
4、进行编程，程序如下图：
5、菜单“连接设备”，“上传到设备”
6、程序上传完毕后，即可看到效果。详细教程：Mind+基础wiki教程-串口打印

注意：如果只是I2C（SCL、SDA）接口不够用（例如想同时接3个I2C模块而扩展板只有2个接口时）应选择I2C分线模块 [点击跳转]

**注意：**此级联模块仅Mind+内置I2C模块可级联，其他第三方库如未进行适配则可能无法正常使用。

Gravity:I2C扩展器mind+示例程序

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