Урок по mikropascal for AVR.I2C

I²C - последовательная шина данных для связи интегральных схем. I2C использует 2 двунаправленные линии связи SDA и SCL, подтянутые к напряжению питания.

Пример работы I²C интерфейса.

Интерфейс I²C используется во многих устройствах, они имеют низкую стоимость и простоту разработки устройств на них, мы рассмотрим 2 из них: 24AA02 (2к-EEPROM с I2C интерфейсом) и DS1307 ( часы/календарь реального времени также подключаемый по I2C.

Итак, перейдём к делу. Для работы с I2C в mikropascal есть встроенная библиотека, правда называется она TWI library. Библиотека имеет 8 команд:

• TWI_Init(clock : dword); - инициализация I²C. Параметр clock это частота работы I²C в герцах, обычно используется частота в 100 КГц или 100000 Гц.
• TWI_Busy() : byte; - возвращает состояние занятости шины I²C. 1 - если занята, 0 - если не занята.
• TWI_Start() : char; - если шина не занята даёт стартовый сигнал. Возвращает 1 - если последовательность не завершена и 0 - если завершена.
• TWI_Read(ack : byte) : byte; - считывает 1 байт.
• TWI_Write(data_ : byte); - отправляет 1 байт по шине I²C. Параметр data_ это байт который мы отправляем на устройство.
• TWI_Stop(); - отправляет завершающий сигнал. Ничего не возвращает.
• TWI_Status() : byte; - возвращает статус шины I²C.
• TWI_Close(); - закрывает соединение I²C. Ничего не возвращает.

Думаю с этим всё понятно, поэтому переходим к коду. Сперва присоединим к ATmega8 энергонезависимую память 24AA02. Напишем программу которая будем сначала записывать в байт в память, потом считывать его и отправлять на PORTB. Вот так выглядит наш код:

program _24aa02;

begin
     DDRB:=0xff;        /Порт Б на вывод
     twi_Init(100000);  /Инициализируем I2C с частотой 100 КГц
     twi_Start();       /Старт I2C
     twi_write(0xa4);   /Отправляем ячейку
     twi_write(1);      /Отправляем сектор EEPROM
     twi_write(0xaa);   /Записываем байт
     twi_stop();        /Стоп I2C

     delay_ms(50);
     
     twi_start();
     twi_write(0xa4);
     twi_write(1);
     twi_start();
     twi_write(0xa5);   /Отправляем ячейку на один больше того в который записали
     PORTB:=twi_read(0);/Считываем в Порт Б значение байта
     twi_stop();
     
end.

Думаю тут всё должно быть понятно, укажу только некоторые характеристики 24AA02. У 24АА02 2кб энергонезависимая память разбитая на 8 секторов по 256 ячеек, запись одной ячейки занимает 10мс.

Теперь идём в Proteus. Делаем такую схему:

Запускаем симуляцию и видим такую картину:

Значение PORTB перешло в 0xAA как и должно было быть. С памятью разобрались теперь делаем нечто посложнее.

DS1307 часы/календарь реального времени подключаемые по I²C интерфейсу, отсчитывают  секунды, минуты, часы, дни, число, месяц и год. Мы будем считывать секунды, минуты и часы и выводить их на семисегментный индикатор.

Получился вот такой код:

program ds1307;
var
   sec,mint,hour:byte;
   i,temp:integer;
   secs,mins,hours:array[3] of char;
const
     d0:byte=192;
     d1:byte=249;
     d2:byte=164;
     d3:byte=176;
     d4:byte=153;
     d5:byte=146;
     d6:byte=130;
     d7:byte=248;
     d8:byte=128;
     d9:byte=144;
     dp:byte=127;
begin
     twi_init(100000);
     mint:=0;
     hour:=0;
     sec:=1;
     DDRB:=0xff;
     DDRD:=0x0f;

     twi_start();
     twi_write(0xd0);
     twi_write(0);
     twi_stop();

     twi_start();
     twi_write(0xd0);
     twi_write(1);
     twi_stop();

     twi_start();
     twi_write(0xd0);
     twi_write(2);
     twi_stop();

     while true do
     begin
         if PIND.6=0 then begin
             mint:=dec2bcd(mint);
             inc(mint);
             if mint>89 then mint:=0;
             twi_start();
             twi_write(0xd0);
             twi_write(1);
             twi_write(mint);
             twi_stop();
         end;
         if PIND.7=0 then begin
            hour:=dec2bcd(hour);
            inc(hour);
            if hour>35 then hour:=0;
            twi_start();
            twi_write(0xd0);
            twi_write(2);
            twi_write(hour);
            twi_stop();
         end;
         twi_start();
         twi_write(0xd0);
         twi_write(0);
         twi_start();
         twi_write(0xd1);
         sec:=twi_read(1);
         mint:=twi_read(1);
         hour:=twi_read(0);
         twi_stop();

         sec:=bcd2dec(sec);
         mint:=bcd2dec(mint);
         hour:=bcd2dec(hour);

         bytetostr(mint,mins);
         bytetostr(hour,hours);

         for temp:=1 to 25 do begin
         for i:=0 to 3 do begin
             if i>=2 then begin
             if i=2 then portd:=4;
             if i=3 then portd:=8;
             case mins[i-1] of
                  '1':portb:=d1;
                  '2':portb:=d2;
                  '3':portb:=d3;
                  '4':portb:=d4;
                  '5':portb:=d5;
                  '6':portb:=d6;
                  '7':portb:=d7;
                  '8':portb:=d8;
                  '9':portb:=d9;
                  '0':portb:=d0;
                  ' ':portb:=d0;
             end;
             end
             else begin
                  portd:=i+1;
                  case hours[i+1] of
                       '1':portb:=d1;
                       '2':portb:=d2;
                       '3':portb:=d3;
                       '4':portb:=d4;
                       '5':portb:=d5;
                       '6':portb:=d6;
                       '7':portb:=d7;
                       '8':portb:=d8;
                       '9':portb:=d9;
                       '0':portb:=d0;
                       ' ':portb:=d0;
                  end;
             end;
             delay_ms(10);
         end;
         end;
     end;

end.

Теперь Протеус:

Теперь, под торжественную музыку, запускаем нашу схему и надеемся что она работает.

И, о чудо, она работает! Как вы уже догадались 2 кнопки внизу предназначены для регулировки времени, кварц частотой 32768 Гц.

Ну вот, урок подошёл к концу. Теперь вы умеете работать с I²C в mikropaskal for AVR. Всю необходимую информацию по подключению устройства и адресах данных можно найти в документации к нужному вам устройству. 

Теги:

• AVR
• mikroPascal
• Микроконтроллер
• I2C
• EEPROM
• Часы
• Proteus
• RTC