Arduino 更改 IIC（I2C）Baud Rate 為 400 KHz，增加傳輸速率

這裡介紹如何更改 Arduino 內建的 Wire 函式庫，提高 I2C 傳輸協定的 baud rate 到 400 KHz，增加資料傳輸的速度。

一般市面上的感測器（sensors）中，如果傳輸的資料量不大的話，大概都會使用 I2C 這種傳輸協定，而 Arduino 內建的 Wire 函式庫本身就有支援 I2C，這種傳輸協定的特色就是接線簡單，它只需要串列資料（SDA）及串列時脈（SCL）兩條線就可以進行資料的傳輸，再加上供應電源的 VCC 與 GND，總共只需要接四條線，不過缺點就是資料傳輸的速率比較慢一些。

I2C 有好幾種傳輸模式（也就是 baud rate），在標準上有 100KHz、400KHz、1MHz、3.4MHz、5MHz 等這幾種，而在 Arduino 的 Wire 函式庫中預設是使用最慢的 100KHz，如果您的感測器需要比較快的傳輸速度，可以稍微修改一下 Wire 的 twi.h 標頭檔，將 baud rate 提高以加速資料的傳輸。

twi.h 標頭檔在各種不同的系統中路徑有些小差異，Windows 中的路徑為

C:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\avr\libraries\Wire\utility\twi.h

在 Mac OS X 中如果您是直接按照正常的安裝方式將 Arduino 拖進 Applications 中的話，路徑就是

/Applications/Arduino.app/Contents/Java/hardware/arduino/avr/libraries/Wire/utility/twi.h

若在 Linux 系統之下，twi.h 的路徑則為 Arduino 的安裝路徑再加上

hardware/arduino/avr/libraries/Wire/utility/twi.h

開啟 twi.h 這個標頭檔之後，找尋定義 TWI_FREQ 的地方：

#ifndef TWI_FREQ
#define TWI_FREQ 100000L
#endif

這個 TWI_FREQ 所指定的值就是 I2C 的 baud rate，其預設值為 100000L（也就是 100KHz），如果要提高資料的傳輸速率，可以將這個值改為 400000L（亦即 400KHz）。

修改完成之後，再刪除 hardware/libraries/Wire/Wire.o、 hardware/libraries/Wire/utility/twi.o 這兩個檔案，強迫 Wire 函式庫重新編譯（或是直接關閉 Arduino IDE 再重新開啟也可以，Arduino IDE 會自動檢查並且重新編譯必要的部份）。

如果您的感測器支援高於 400KHz 的 baud rate，也可以依照感測器所支援的速度來設定，例如 MPU-6050 這個加速度計與陀螺儀六軸感測器就有支援到 500KHz，所以如果 Arduino 的 I2C 匯流排只有連接 MPU-6050 的話，也可以直接設定為 500000L。

設定 baud rate 時，一定要先看看自己的 I2C 裝置（通常就是各種感測器）支援到多快的速度，如果設定的速度超過了裝置本身支援的速度上限的話，就會無法跟該設備連線。100KHz 是最基本的速度，一般的 I2C 裝置應該都可以使用這個速度，如果您發現您的 I2C 裝置無法連線，可以調回這個速度測試看看。

如果您對於 Arduino 的相關應用有興趣，建議您可以繼續閱讀物聯網的文章。

參考資料：Arduino