🧩 1. ความหมายของ I²C และ SPI

ทั้ง I²C (Inter-Integrated Circuit) และ SPI (Serial Peripheral Interface) คือ “โปรโตคอลการสื่อสารแบบอนุกรม” ที่ออกแบบมาเพื่อให้ ไมโครคอนโทรลเลอร์ สามารถเชื่อมต่อกับ “อุปกรณ์หลายตัว” ได้โดยใช้ สายไม่มาก

🔸 I²C (อ่านว่า “ไอ-สแควร์-ซี” หรือ “ไอทูซี”)

• ใช้สายเพียง 2 เส้น:
  • SCL (Serial Clock) → สัญญาณนาฬิกา
  • SDA (Serial Data) → สัญญาณข้อมูล
• เป็นระบบ Master–Slave
  • 1 Master (ไมโครคอนโทรลเลอร์)
  • หลาย Slave (เซนเซอร์, จอ ฯลฯ)
• แต่ละ Slave มี “หมายเลขประจำตัว” เรียกว่า Address (ที่อยู่ I²C)

📘 ตัวอย่าง:
ESP32 (Master) → BME280 (Addr: 0x76), OLED (Addr: 0x3C)

🔹 SPI (Serial Peripheral Interface)

• ใช้สาย 4 เส้น (หรือมากกว่าเล็กน้อย)
  • MOSI → Master Out Slave In
  • MISO → Master In Slave Out
  • SCK → Clock
  • SS → Slave Select (เลือกอุปกรณ์แต่ละตัว)
• ความเร็วสูงกว่า I²C มาก (ระดับ MHz)
• เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความเร็ว เช่น จอสี TFT, SD Card, เซนเซอร์วัดความเร็วสูง

⚙️ 2. สรุปความแตกต่างระหว่าง I²C กับ SPI

🔹 3. I²C Communication ใน Arduino / ESP32

Arduino และ ESP32 มี ไลบรารี Wire.h สำหรับใช้งาน I²C ได้ง่ายมาก

✅ ขา I²C พื้นฐาน

แต่ใน ESP32 สามารถกำหนดขา SDA/SCL เองได้ด้วย

🔹 4. ตัวอย่าง: I²C Scanner (ตรวจหา Address ของอุปกรณ์)

📘 โปรแกรมนี้ใช้หาว่าอุปกรณ์ I²C ต่ออยู่ไหม และมี Address อะไร

#include <Wire.h>

void setup() {
  Wire.begin();               // เริ่ม I2C (SDA=21, SCL=22)
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("\nI2C Scanner Running...");
}

void loop() {
  byte error, address;
  int nDevices = 0;

  for (address = 1; address < 127; address++) {
    Wire.beginTransmission(address);
    error = Wire.endTransmission();

    if (error == 0) {
      Serial.print("I2C device found at 0x");
      if (address < 16) Serial.print("0");
      Serial.print(address, HEX);
      Serial.println();
      nDevices++;
    }
  }

  if (nDevices == 0) Serial.println("No I2C devices found.\n");
  else Serial.println("Scan done.\n");

  delay(2000);
}

#include <Wire.h>

void setup() {
  Wire.begin();               // เริ่ม I2C (SDA=21, SCL=22)
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("\nI2C Scanner Running...");
}

void loop() {
  byte error, address;
  int nDevices = 0;

  for (address = 1; address < 127; address++) {
    Wire.beginTransmission(address);
    error = Wire.endTransmission();

    if (error == 0) {
      Serial.print("I2C device found at 0x");
      if (address < 16) Serial.print("0");
      Serial.print(address, HEX);
      Serial.println();
      nDevices++;
    }
  }

  if (nDevices == 0) Serial.println("No I2C devices found.\n");
  else Serial.println("Scan done.\n");

  delay(2000);
}

ผลลัพธ์ใน Serial Monitor เช่น:

I2C device found at 0x3C
I2C device found at 0x76

I2C device found at 0x3C
I2C device found at 0x76

หมายถึงมีจอ OLED (0x3C) และ BME280 (0x76) ต่ออยู่

🔹 5. ตัวอย่าง: แสดงข้อความบนจอ OLED (I²C)

📘 ใช้ไลบรารี Adafruit_SSD1306 + Adafruit_GFX

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_ADDR 0x3C

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR)) {
    Serial.println("OLED not found");
    for (;;);
  }
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.setCursor(10, 25);
  display.println("ESP32!");
  display.display();
}

void loop() {}

#include <Wire.h>
#include <Adafruit_GFX.h>
#include <Adafruit_SSD1306.h>

#define SCREEN_WIDTH 128
#define SCREEN_HEIGHT 64
#define OLED_ADDR 0x3C

Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, -1);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  if (!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, OLED_ADDR)) {
    Serial.println("OLED not found");
    for (;;);
  }
  display.clearDisplay();
  display.setTextSize(2);
  display.setTextColor(SSD1306_WHITE);
  display.setCursor(10, 25);
  display.println("ESP32!");
  display.display();
}

void loop() {}

แสดงข้อความ “ESP32!” บนจอ OLED ขนาด 0.96 นิ้ว

🔹 6. การใช้ I²C หลายอุปกรณ์

ต่อขา SDA, SCL ร่วมกันได้เลย
แต่ต้องไม่ซ้ำ Address

📘 ตัวอย่าง:

• OLED (0x3C)
• BME280 (0x76)

Wire.beginTransmission(0x3C);
Wire.write(...);
Wire.endTransmission();

Wire.beginTransmission(0x76);
Wire.write(...);
Wire.endTransmission();

Wire.beginTransmission(0x3C);
Wire.write(...);
Wire.endTransmission();

Wire.beginTransmission(0x76);
Wire.write(...);
Wire.endTransmission();

ระบบจะเลือกคุยกับอุปกรณ์ตาม Address ที่ระบุ

🔹 7. SPI Communication

Arduino และ ESP32 มีไลบรารี SPI.h สำหรับใช้งาน SPI

แต่ ESP32 สามารถกำหนดขาใหม่ได้ทั้งหมด

🔹 8. ตัวอย่าง: SPI อ่านข้อมูลจาก SD Card

📘 ใช้ไลบรารี SD.h

#include <SPI.h>
#include <SD.h>

#define CS_PIN 5

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  if (!SD.begin(CS_PIN)) {
    Serial.println("SD card not found!");
    return;
  }
  Serial.println("SD card ready!");

  File file = SD.open("/test.txt", FILE_WRITE);
  file.println("Hello ESP32 SPI!");
  file.close();

  Serial.println("Data written to SD card.");
}

void loop() {}

#include <SPI.h>
#include <SD.h>

#define CS_PIN 5

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  if (!SD.begin(CS_PIN)) {
    Serial.println("SD card not found!");
    return;
  }
  Serial.println("SD card ready!");

  File file = SD.open("/test.txt", FILE_WRITE);
  file.println("Hello ESP32 SPI!");
  file.close();

  Serial.println("Data written to SD card.");
}

void loop() {}

🔹 9. ตัวอย่าง: SPI เชื่อมต่อจอ TFT

📘 ใช้ไลบรารี TFT_eSPI

#include <TFT_eSPI.h>
TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();

void setup() {
  tft.init();
  tft.setRotation(1);
  tft.fillScreen(TFT_BLACK);
  tft.setTextColor(TFT_GREEN, TFT_BLACK);
  tft.drawString("Hello SPI!", 40, 60);
}

void loop() {}

#include <TFT_eSPI.h>
TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();

void setup() {
  tft.init();
  tft.setRotation(1);
  tft.fillScreen(TFT_BLACK);
  tft.setTextColor(TFT_GREEN, TFT_BLACK);
  tft.drawString("Hello SPI!", 40, 60);
}

void loop() {}

🔹 10. การเลือกโปรโตคอลให้เหมาะสม

📚 11. แบบฝึกหัดท้ายบท

1️⃣ เขียนโปรแกรม I²C Scanner เพื่อค้นหา Address ของอุปกรณ์
2️⃣ เชื่อมต่อจอ OLED (I²C) และแสดงข้อความ “Hello LIC”
3️⃣ อ่านค่าจากเซนเซอร์ BME280 และแสดงบน OLED
4️⃣ บันทึกข้อมูลลง SD Card ผ่าน SPI
5️⃣ ทดลองเปลี่ยน Address ของอุปกรณ์ I²C และเชื่อมต่อพร้อมกัน 2 ตัว

🧾 12. สรุปแนวคิดสำคัญ