I²C 驱动练习 - 困难版

我们将不会编写整个驱动程序，只会做第一步：驱动程序编写的 hello world，即读取传感器的设备 ID。这个版本被标记为困难，因为你需要自己编写方法的内容，并在 embedded-hal 和数据手册里自己查找信息。两个版本使用的是相同的文件。

i2c-driver/src/icm42670p.rs 是一个非常基础的 I²C IMU 传感器驱动的填空版本。任务是补全这个文件，使得运行 main.rs 可以记录驱动的设备 ID。

i2c-driver/src/icm42670p_solution.rs 提供本练习的解答。如果要运行它，需要更改 main.rs 和 lib.rs 中的导入语句。导入语句已经存在，你只需要注释掉当前的导入语句，并取消注释标记为解答的几行。

驱动 API

传感器实例

✅ 创建一个结构体来表示传感器。它有两个字段，一个表示传感器的设备地址，另一个表示 I²C 总线。这是使用 embedded-hal crate 中定义的 trait 来实现的。该结构体是公有的，因为我们需要从这个 crate 外访问它，但它的字段是私有的。

✅ 在 impl 块里实现一个实例化方法。这个方法需要从外部访问，所以它被标记为 pub。这个方法获取 I²C 总线的所有权，然后创建前面定义的结构体的实例。

设备地址

✅ 这个 I²C 设备有两个可能的地址，在数据手册的 9.3 节里找到它们。

🔎 我们通过向设备上的 AP_AD0 引脚施加 0V 或 3.3V 来告诉设备我们希望它使用哪一个地址。如果我们施加 0V，它会监听地址 0x68。如果我们施加 3.3V，它会监听地址 0x69。因此，可以将引脚 AD_AD0 视为一位输入，用于设置设备地址的最低位。

✅ 创建一个枚举来表示两种地址。变体的值需要用二进制表示。

寄存器的表示

✅ 创建一个枚举来表示传感器的寄存器。每个变体都将寄存器的地址作为它的值。目前，我们只需要 WhoAmI 寄存器。到数据手册里查找它的地址。

✅ 实现一个方法，用于将变体的地址以 u8 的形式提供出来。

read_register() 和 write_register()

✅ 查看 embedded-hal 中的 write 和 write_read 函数。为什么是 write_read 而不是简单的 read？

✅ 给传感器实例定义 read_register 和 write_register 方法。使用 embedded-hal crate 提供的方法。它们将作为更具体的方法的基础，并作为一个抽象层，用于适配具有 8 位寄存器的传感器。这意味着，读取和写入的数据都是无符号8位的整数。这些辅助方法可以保持私有，因为我们不需要从这个 crate 外访问它们。

✅ 实现一个公有方法来读取地址为 0x75 的 WhoAmI 寄存器。使用上面的 read_register() 方法。

✅ 可选：实现更多方法来向驱动程序添加功能。在文档中查阅相应寄存器及其地址。💡 一些点子：

• 启用陀螺仪传感器或加速度计
• 启动测量
• 读取测得数据

🔎 有关外设寄存器的一般信息

• 寄存器事实上就是少量的存储空间，可由处理器直接访问。这个传感器上的寄存器是 8 位的。
• 可以通过地址访问这些寄存器
• 在数据手册的第 14 节，有寄存器表。
• 为了得到一个由 MSB（最高有效位）和 LSB（最低有效位）组合而成的 16 位数，可以将 MSB 值移位，然后或上 LSB 值。

#![allow(unused)]
fn main() {
let GYRO_DATA_X: i16 = ((GYRO_DATA_X1 as i16) << 8) | GYRO_DATA_X0 as i16;
}