I2Cを制御する

ちょっと、この記事は古いです。。。だいぶ前に書いたものを持ってきたので。。

デジタルノギスの表示部を取り出そうと思い、小さい液晶を探した所、秋月さんにI²Cタイプの小型の物があり、それを使う事にしました。ところで、I²Cでどうやって使うのって所から始めました。う〜ん実は判っていたようでいざ使おうとすると、う〜んよくわからん。設定に有るいくつかの事が実際わからなかった。

I²C仕様書

http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10204_JA.pdf

数年前までは、philips(NXP)にライセンス料を払わないとI²Cを名乗れなかったのですが、ライセンスは切れているようですよ。

I²Cを動かす

秋月の説明書に有る、ここの部分

• スレーブアドレスは、0xC7です。(アドレス0111110+0(R/W))
• コントロールバイトで「データ、コマンドの指定」RSと「連続データの指定」Coを送信します。
• コマンドの場合RS=0、データはRS=1になります。データを複数送る場合Co=1で、最終データはCo=0です。

特に最後の「データを複数送る場合Co=1で、最終データはCo=0です。」の部分。言っている事は判るのだが、データって0~FFまで有るわけだから、連続で送ったらコントロールかデータかなんて判らんやんか。これはつまり、最終データのときはCo=0としなはれということで、連続してデータを送る場合は、最後のデータを送りきったら、STOP状態を作ってのみ終了できるということ。と理解しておこう。下の表が参考になるのだろう。

• 一つのバスに複数デバイスをぶら下げる事が出来るのと、MasterになったりSlaveになったりするので、SDA,SCLともOpenDrain。PullUpする必要がある。
• データ列の最初にアドレスを指定する。
• データは8bit、MSBファースト固定の模様
• 8bitごとにACKを返す(Slave->Master)。ACKは1bit。Masterだけど、1bit受信する。
• データ列の最初にStartビット(Start状態)、最後にStopビット(Stop状態)の遷移をもうける。

StartとStop

データ列の最初にStart状態があって、最後にStop状態があるということらしい。そのStartとStopを作り出すための手順がある。

ユーザマニュアルから、

• START 条件とは、SCL が High のときの SDA の High から Low への遷移です。
• START 条件は、シフト・レジスタの MSB を 0（ゼロ）にセットすることにより生成されます。
• USIGE ビットおよび USIOE ビットをセットすると、出力ラッチがトランスペアレントになり、シフト・レジスタの MSB がただちに SDA に供給され、ラインを Low にします
• USIGE をクリアすると、クロック供給ラッチ機能が再開され、データが SCL でシフト・アウトされるまで SDA 上で 0（ゼロ）を保持します。

void i2c_start(void){
  while(!(P1IN & BIT6));
  USISRL = 0;
  USICTL0 |= USIGE + USIOE;
  USICTL0 &= ~USIGE;
}

• STOP 条件とは、SCL が High のときの SDA の Low から High への遷移です。
• シフト・レジスタの MSB をセットし、USICNTx に 1をロードします。
• USIGE ビットおよび USIOE ビットをセットすると、出力ラッチがトランスペアレントになり、USISRL の MSB は SDA をアイドル状態に解放します。USIGEをクリアすると、出力ラッチに MSB が格納され、出力は USIOE をクリアすることによりディスエーブルにされます。

void i2c_stop(void){
  USICTL0 |= USIOE;
  USISRL = 0;
  USICNT = 1;
  while(!(USICTL1 & USIIFG));
  USISRL = 0xff;
  USICTL0 |= USIGE;
  USICTL0 &= ~(USIGE + USIOE);
}

データを送る

データを送る場合は、最初のほうで説明があるように、RS=1になる。それで、連続してデータを送ることになるから、Co=0となる。

1. Start状態
2. Slaveアドレス送信
3. Co=1,RS=0でコマンドSet指定（80h）
4. Set DDRAM Addressコマンド（80h+Addr）
5. Co=0,RS=1でデータSet指定（40h）
6. データ、データ、、、、、
7. Stop状態

途中で、DDRAMアドレスを変えるときは、Start状態からはじめる。。。。。う～ん、めんどい。