【花雕动手做】CanMV K230 AI视觉识别模块之使用 I2C 通讯

什么是 CanMV K230？
CanMV K230是一款高性价比的RISC-V边缘AI平台，凭借低功耗、强视觉处理能力和开放的开发生态，成为嵌入式AI开发的理想选择，尤其适合需要快速部署视觉与AI功能的创客、中小企业及教育场景。CanMV 是一套 AI 视觉开发平台，K230 是其核心芯片。该模块结合了图像采集、AI推理、边缘计算等能力，适合嵌入式视觉应用开发。

CanMV：类似 OpenMV 的图像处理框架，支持 Python 编程，简化视觉识别开发流程。
K230 芯片：嘉楠科技推出的 AIoT SoC，采用 RISC-V 架构，内置第三代 KPU（AI加速单元），算力高达 6 TOPS，性能是 K210 的 13.7 倍。

什么是IIC (I2C， I²C) ?
I²C（Inter-Integrated Circuit，也常写作 I2C 或 IIC）是一种由飞利浦（现恩智浦 / NXP）开发的短距离串行通信总线协议，主要用于连接集成电路（IC）之间的低速数据传输，其核心特点是通过两条线实现多设备间的通信，结构简单、成本低、扩展性强。

1、核心组成与工作原理
物理线路仅需两条双向信号线：
SDA（Serial Data）：串行数据线，用于传输实际数据。
SCL（Serial Clock）：串行时钟线，由主设备（如 Arduino、MCU）提供时钟信号，同步数据传输节奏。
此外，所有设备需共地（GND），总线上通常接有上拉电阻（一般 4.7kΩ），确保空闲时线路处于高电平。
主从架构
主设备（Master）：发起通信、控制时钟信号、决定数据传输方向（读 / 写），同一总线上可有多个主设备（需仲裁机制避免冲突）。
从设备（Slave）：被动响应主设备的指令，每个从设备有唯一的 7 位或 10 位地址（7 位地址最常用，支持最多 128 个设备），通过地址被主设备选中。
通信过程基本流程为：主设备发送起始信号（SDA 从高到低，SCL 保持高电平）→ 发送从设备地址 + 读写位（1 位，读 = 1，写 = 0）→ 从设备返回应答信号（ACK）（SDA 拉低）→ 传输数据（每字节 8 位，后跟 ACK）→ 主设备发送停止信号（SDA 从低到高，SCL 保持高电平）。

2、主要特点
简单经济：仅需 2 根线，减少布线复杂度，适合小型设备（如传感器、OLED 屏、EEPROM）。
多设备支持：通过唯一地址区分从设备，总线上可挂接多个设备（受总线电容限制，通常建议不超过 10 个）。
低速传输：标准模式（100kbps）、快速模式（400kbps）、高速模式（3.4Mbps），适合非实时性数据（如温湿度、光照传感器数据）。
半双工通信：同一时间只能单向传输数据（主到从或从到主）。

3、典型应用场景
嵌入式系统：Arduino 与 OLED 屏（如 SSD1306）、温湿度传感器（如 SHT30）、加速度计（如 MPU6050）的通信。
消费电子：智能手机中的传感器模块（陀螺仪、磁力计）与主控芯片的连接。
工业控制：小型传感器（压力、液位）与 PLC 的低速数据交互。
存储设备：EEPROM（电可擦除存储器）与 MCU 的数据读写（如 AT24C02）。

4、与其他总线的对比
相比SPI：I²C 线数更少（2 线 vs SPI 的 4 线），但速度更低，适合轻量场景；SPI 支持全双工，速度更快（可达几十 Mbps）。
相比UART：I²C 支持多设备，而 UART 通常是点对点通信，且无需定义波特率（依赖时钟同步）。
总之，I²C 是一种 “以简单换效率” 的总线协议，在低速、多设备的短距离通信中应用广泛，尤其适合资源受限的嵌入式系统。

使用K230的 I2C 接口进行通信

这里用K230的IIC1，点亮一块128*32的OLED屏幕作为IIC的使用示例

项目测试实验代码

# 【花雕动手做】CanMV K230 AI视觉识别模块之使用 I2C 通讯
# 项目功能：通过I2C总线驱动SSD1306 OLED显示屏，实现基本的文字显示和像素操作

# 导入 machine 模块中的 I2C 和 FPIOA 类
# I2C: 用于I2C总线通信
# FPIOA: 用于引脚功能重映射配置（Field Programmable I/O Array）
from machine import I2C
from machine import FPIOA

# 导入 ssd1306 模块中的 SSD1306_I2C 类
# 提供SSD1306 OLED显示屏的I2C驱动功能
from ybUtils.ssd1306 import SSD1306_I2C

# 导入时间模块
# 用于后续可能的时间控制操作（如延时）
import time

# 实例化 FPIOA 对象
# FPIOA是K230特有的灵活IO配置器，可以动态配置引脚功能
fpioa = FPIOA()

# 创建 I2C 实例，使用 I2C 通道 1
# 参数说明：
# - id=1: 使用I2C1控制器
# - 其他参数使用默认值（频率等）
i2c = I2C(1)

# 配置引脚功能 - 这是K230开发的关键步骤：
# 将GPIO引脚映射到特定的外设功能

# 配置GPIO 34引脚为I2C1_SCL（时钟线）功能
# 参数说明：
# - 34: 物理引脚编号
# - FPIOA.IIC1_SCL: 功能选择为I2C1时钟线
# - oe=1: 输出使能
# - ie=1: 输入使能  
# - pu=1: 上拉电阻使能（保证总线空闲时为高电平）
# - st=1: 施密特触发器使能（提高信号质量）
# - ds=15: 驱动强度设置（控制输出电流能力）
fpioa.set_function(34, FPIOA.IIC1_SCL, oe=1, ie=1, pu=1, st=1, ds=15)

# 配置GPIO 35引脚为I2C1_SDA（数据线）功能
# 参数与SCL配置相同，确保总线一致性
fpioa.set_function(35, FPIOA.IIC1_SDA, oe=1, ie=1, pu=1, st=1, ds=15)

# 创建 SSD1306 OLED 显示器实例
# 参数说明：
# - 128: 显示屏宽度（像素）
# - 32: 显示屏高度（像素） 
# - i2c: 使用的I2C总线实例
# 注意：这里假设OLED设备的I2C地址使用默认值0x3C
oled = SSD1306_I2C(128, 32, i2c)

# 清除 OLED 显示器的内容（清屏）
# 参数0表示将所有像素设置为关闭状态（黑色）
oled.fill(0)

# 在 OLED 显示器上显示文字
# 参数说明：
# - 'Hello Yahboom': 要显示的文本内容
# - 0: 文本起始x坐标（最左侧）
# - 10: 文本起始y坐标（从顶部向下10像素）
# 注意：SSD1306的文本渲染使用内置的8x8像素字体
oled.text('Hello Yahboom', 0, 10)

# 像素级操作演示：遍历OLED显示器的所有像素
# 外层循环遍历x坐标（0到127）
for x in range(128):
    # 内层循环遍历y坐标（0到31）
    for y in range(32):
        # 获取指定坐标像素的当前状态
        # 返回值：1表示像素点亮，0表示像素熄灭
        a = oled.pixel(x, y)
        
        # 如果检测到像素点亮（值为1），则在串口打印该像素坐标
        # 这个功能主要用于调试，可以查看哪些像素被文字渲染点亮
        if a == 1:
            print(x, y)  # 输出格式："x坐标 y坐标"

# 更新 OLED 显示器的内容
# 这是关键步骤：将前面所有的绘图操作（fill、text等）真正发送到硬件显示
# 在调用show()之前，所有操作都在内存缓冲区中进行，不会立即显示
oled.show()

# 程序执行流程总结：
# 1. 配置硬件引脚功能
# 2. 初始化I2C总线和OLED设备
# 3. 清空屏幕并在指定位置显示文字
# 4. 扫描所有像素并输出被点亮像素的坐标
# 5. 最终将缓冲区的所有内容更新到物理显示屏
复制代码

关键知识点补充：

1、I2C总线特点：
双线制（SCL时钟线 + SDA数据线）
多主多从架构
地址寻址通信

2、SSD1306显示屏：
常见的128x32或128x64分辨率OLED驱动芯片
使用I2C接口时默认地址通常是0x3C或0x3D

3、FPIOA的重要性：
K230芯片的特色功能，引脚功能可编程
必须正确配置才能使用各种外设功能
提供了极大的硬件连接灵活性

4、双缓冲显示：
绘图操作先在内存缓冲区进行
show()方法将缓冲区内容一次性发送到显示屏
避免闪烁，提高显示效率

这个示例完整展示了从硬件配置到应用层操作的完整I2C设备驱动流程。

代码执行的流程图如下：



实验场景图