Rotinas para interface I²C ~ Criadores de Gambiarras

Continuaremos hoje com o tópico anterior, tendo o todo conceito em vista, devemos avançar para a implementação, serão ao todo seis rotinas simples (i2c_Ini(), i2c_Start(), i2c_RepeatedStart(), i2c_Stop(), i2c_Write(BYTE), i2c_Read(ACKTYPE)) que farão parte de nossa biblioteca i2c, com toda a inicialização, leitura e escrita no dispositivo, segue abaixo a implementação destas rotinas com as respectivas descrições.

Função: i2c_Ini()

Propósito: Inicializa a configuração dos registradores do modulo I²C

Parâmetros: Nenhum

Descrição: O modulo é habilitado setando o bit I2CEN(I2CCON<15>), então o modulo ira liberar os pinos SDA e SCL, colocando o barramento no modo ocioso. A lógica de funcionamento para mestre e escravo é ativada simultaneamente e irão responder ao software e eventos no barramento. As funções mestre irão permanecer em estado ocioso até que o software setar um bit de controle que gere um evento mestre. Habilitamos Entrada/Saída do I²C, configuramos a interrupção e ajustamos o baud rate para operar como mestre no barramento.

void i2c_Ini(void)

{

// Configura os pinos SCL1/SDA1 como open-drain

//ODCGbits.ODCG2 = 1;

//ODCGbits.ODCG3 = 1;

// IFS1 - Interrupt Flag Status register 1

// _______________________________________________________________

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// Lower Byte | IC8IF | IC7IF | AD2IF |INT1IF | CNIF | ----- |MI2C1IF|SI2C1IF|

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// MI2C1IF - I2C1 Master events Interrupt Flag status bit

// limpa o flag de interrupcao do I²C1

IFS1bits.MI2C1IF = 0;

// IPC4 - Interrupt Priority Control register 4

// _______________________________________________________________

// Upper Byte | ----- | CNIP<2:0> | ----- | ----- | ----- | ----- |

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// Lower Byte | ----- | MI2C1<2:0> | ----- | SI2C1<2:0> |

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// MI2C1<2:0> - I²C Master Events Interrupt Priority bits

// 011 = prioridade de interrupcao eh 3

// IPC4bits.MI2C1IP = 3;

// IEC1 - Interrupt Enable Control register 1

// _______________________________________________________________

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// Lower Byte | IC8IE | IC7IE | AD2IE |INT1IE | CNIE | ----- |MI2C1IE|SI2C1IE|

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// MI2C1IE - I2C1 Master events Interrupt Enable bit

// habilita a interrupcao mestre do I²C1

// IEC1bits.MI2C1IE = 1;

// Setando o baud rate

// a seguinte equacao eh usada para calcular o valor de recarga

// do gerador da taxa de comunicacao:

// / Fcy Fcy \.

// I2CBRG = | ------ - ----------- | - 1

// \ Fscl 1.111.111 /

// desejamo comunicar a 400kHz, entaum os valores seraoh:

// Fcy = 40 MHz

// Fscl = 400 kHz

// / 40.000.000 40.000.000 \.

// I2CBRG = | ------------ - ------------ | - 1

// \ 400.000 1.111.111 /

// I2CBRG = (100 - 36 ) - 1

// I2CBRG = 63

I2C1BRG = 63;

// I2C1CON - I²C 1 CONtrol register

// _______________________________________________________________

// Upper Byte | I2CEN | ----- |I2CSIDL| SCLREL| IPMIEN| A10M | DISSLW| SMEN |

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// assegura que estah com o valores zerados

I2C1CON = 0;

// A10M: 10-bit Slave Address bit

// 0 = I2CxADD eh o endereco escravo de 7-bit

I2C1CONbits.A10M = 0;

// SCLREL: SCLx Release Control bit

// 1 = Libera o pulso SCLx

// 0 = Mantem pulso baixo do SCLx (esticar pulso)

// Se STREN = 0:

// Bit eh R/S (ou seja, soh pode escrever '1' para liberar o pulso.

// Hardware limpa no inicio da transmissao do escravo.

// STREN: SCLx Clock Stretch Enable bit

// Usado em conjuncao com o bit SCLREL.

// 1 = Habilita o software ou esticamento do pulso de recepcao

// 0 = Desabilita o software ou esticamento do pulso de recepcao

// libera a linha de pulso

I2C1CONbits.SCLREL = 1;

// desabilita o o I²C para funcionar como escravo

I2C1ADD = 0;

I2C1MSK = 0;

// I2CEN: I2Cx Enable bit

// 1 = Habilita o modulo I²Cx e configura os pinos SDAx e SCLx como porta seriais

I2C1CONbits.I2CEN = 1;

IFS1bits.MI2C1IF = 0;

}

Função: i2c_Start()

Propósito: Condição de inicio para usar o protocolo do barramento I²C

Parâmetros: Nenhum

Descrição: Após o barramento estar em estado ocioso, uma transição de alto para baixo da linha SDA, enquanto o relógio SCL estiver alto, determina uma condição de inicio. Todos os dados transferidos devem começar com a condição de inicio.

void i2c_Start(void)

{

// I2C1CON - I²C 1 CONtrol register

// _______________________________________________________________

// Upper Byte | I2CEN | ----- |I2CSIDL| SCLREL| IPMIEN| A10M | DISSLW| SMEN |

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// SEN: Start Condition Enable bit (quando o I²C opera como mestre)

// 1 = Inicia condicao de inicio nos pinos SDAx e SCLx.

// Hardware limpa no final da sequencia de inicio do mestre

// 0 = Condicao de inicio nao estah em progresso

// Start Condition

I2C1CONbits.SEN = 1;

// IFS1 - Interrupt Flag Status register 1

// _______________________________________________________________

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// Lower Byte | IC8IF | IC7IF | AD2IF |INT1IF | CNIF | ----- |MI2C1IF|SI2C1IF|

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// MI2C1IF - I2C1 Master events Interrupt Flag status bit

// espera pelo fim do START

while (!IFS1bits.MI2C1IF);

// limpa o flag

IFS1bits.MI2C1IF = 0;

}

Função: i2c_RepeatedStart()

Propósito: Condição de inicio repetido para usar o protocolo do barramento I²C

Parâmetros: Nenhum

Descrição: O Modulo joga o pino SCL para baixo. Quando o modulo amostra o pino SCL baixo, irá liberar o pino SDA pela contagem de um baud rate(Tbrg). Quando o gerador de baud rate esgota o tempo, se a amostra do pino SDA for alta, o modulo libera o pino SCL. Quando o modulo amostrar o pino SCL alto, o gerador de baud rate recarrega e inicia a contagem. Os pinos SDA e SCL devem ser amostrados alto por um Tbgr. Esta ação é seguida pela declaração do pino SDA para baixo por um Tbgr enquanto o pino SCL estiver alto.

void i2c_RepeatedStart(void)

{

// I2C1CON - I²C 1 CONtrol register

// _______________________________________________________________

// Upper Byte | I2CEN | ----- |I2CSIDL| SCLREL| IPMIEN| A10M | DISSLW| SMEN |

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// RSEN: Repeated Start Condition Enable bit (quando o I²C opera como mestre)

// 1 = Inicia condicao de inicio repetido nos pinos SDAx e SCLx.

// Hardware limpa no final da sequencia de inicio repetido do mestre

// 0 = Condicao de inicio repetido nao estah em progresso

// Start Condition

I2C1CONbits.RSEN = 1;

// IFS1 - Interrupt Flag Status register 1

// _______________________________________________________________

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// Lower Byte | IC8IF | IC7IF | AD2IF |INT1IF | CNIF | ----- |MI2C1IF|SI2C1IF|

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// MI2C1IF - I2C1 Master events Interrupt Flag status bit

// espera pelo fim do REPEATED START

while (!IFS1bits.MI2C1IF);

// limpa o flag

IFS1bits.MI2C1IF = 0;

}

Função: i2c_Stop()

Propósito: Condição de parada ao termino dos dados enviados no barramento

Parâmetros: Nenhum

Descrição: Uma transição de baixo para alto da linha SDA enquanto a linha de relógio SCL estiver alta determina uma condição de parada. Toda a transferência de dados deve terminar com a condição de parada.

void i2c_Stop(void)

{

// I2C1CON - I²C 1 CONtrol register

// _______________________________________________________________

// Upper Byte | I2CEN | ----- |I2CSIDL| SCLREL| IPMIEN| A10M | DISSLW| SMEN |

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// PEN: Stop Condition Enable bit (quando o I²C opera como mestre)

// 1 = Inicia a condicao de parada nos pinos SDAx e SCLx.

// Hardware limpa no final da sequencia de parada do mestre

// 0 = Condicao de parada nao estah em progresso

// Stop Condition

I2C1CONbits.PEN = 1;

// espera pelo fim do STOP

while (!IFS1bits.MI2C1IF);

// limpa o flag

IFS1bits.MI2C1IF = 0;

}

Função: i2c_Write(BYTE)

Propósito: Enviar um byte pelo barramento I²C

Parâmetros: btData - Informação a ser transmitida pela I²C

Retorno: 1 - Recebeu confirmação do dispositivo (ACK), 0 - O dispositivo escravo não respondeu.

Descrição: Para cada byte de dado transmitido pelo mestre, o escravo deve confirmar cada um com o ACK.

BOOL i2c_Write(BYTE btData)

{

// IWCOL: Write Collision Detect bit

//1 = Tentativa de escrever no registrador I2CxTRN falhou pq o modulo I²C estava ocupado.

//0 = Sem colisao

//Hardware setado por uma escrita em I2CxTRN enquanto ocupado(limpo por software).

//while (I2C1STATbits.IWCOL);

// envia o dado

I2C1TRN = btData;

// espera pelo fim do Operacao de escrita

while (!IFS1bits.MI2C1IF);

// limpa o flag

IFS1bits.MI2C1IF = 0;

// I2C1STAT - I²C1 STATus register

// _______________________________________________________________

// Upper Byte |ACKSTAT| TRSTAT| ----- | ----- | ----- | BCL | GCSTAT| ADD10 |

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// Lower Byte | IWCOL | I2COV | D_A | P | S | R_W | RBF | TBF |

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

// ACKSTAT: Acknowledge Status bit

// (quando o I²C opera como mestre, aplicavel durante a transmissao do mestre)

// 1 = recebido do escravo um NACK

// 0 = recebido do escravo um ACK

// Hardware setado ou limpo ao fim da confirmacao do escravo.

// se o ACK nao retornou, indica erro

if (I2C1STATbits.ACKSTAT)

return FALSE;

else

return TRUE;

}

Função: i2c_Read(BYTE)

Propósito: Ler o dado no barramento I²C passado pelo dispositivo escravo.

Parâmetros: ackType - Tipo de confirmação a ser enviado(ACK ou NACK).

Retorno: O byte lido do dispositivo escravo

Descrição: Para cada byte que o escravo transmitir para o mestre, deve ser confirmado com ACK, o ultimo byte transmitido pelo escravo, o mestre deve enviar um NACK, para encerrar a transmissão.

BYTE i2c_Read(ACKTYPE ackType)

{

// I2C1CON - I²C 1 CONtrol register

// _______________________________________________________________

// Upper Byte | I2CEN | ----- |I2CSIDL| SCLREL| IPMIEN| A10M | DISSLW| SMEN |

// |__15___|__14___|__13___|__12___|__11___|__10___|___9___|___8___|

// _______________________________________________________________

// |__ 7___|___6___|___5___|___4___|___3___|___2___|___1___|___0___|

BYTE btInfo;

//RCEN: Receive Enable bit (quando o I²C opera como mestre)

//1 = Habilita a recepcao do I²C. Hardware limpa ao final do oitavo bit do byte recebido

I2C1CONbits.RCEN = 1;

// espera pela indicacao de dado recebido

while (!IFS1bits.MI2C1IF);

// limpa o flag

IFS1bits.MI2C1IF = 0;

// recebe o dado

btInfo = I2C1RCV;

// ACKDT: Acknowledge Data bit (quando o I²C opera como mestre, aplicavel durante a recepcao)

// Valor que sera transmitido quando o software inciar uma sequencia de confirmacao.

// 1 = Envia NACK durante a confirmacao

// 0 = Envia ACK durante a confirmacao

// seleciona a confirmacao passada para a funcao (ACK ou NACK)

I2C1CONbits.ACKDT = ackType;

//ACKEN: Acknowledge Sequence Enable bit

//1 = Incia a sequencia de confirmacao nos pinos SDAx e SCLx e transmite o bit de dados ACKDT.

// Hardware limpa ao final da sequencia de confirmacao do mestre.

// envia a confirmacao escolhida

I2C1CONbits.ACKEN = 1;

// espera pela transmissao da confirmacao

while (!IFS1bits.MI2C1IF);

// limpa o flag

IFS1bits.MI2C1IF = 0;

return btInfo;

}

Com isso finalizamos a rotinas necessárias para comunicar com um dispositivo I²C, lembre-se de incluir no arquivo de cabeçalho do projeto a seguinte declaração.

typedef enum tagACKTYPE

{

ACK,

NACK

} ACKTYPE;

void i2c_Ini();

void i2c_Start();

void i2c_RepeatedStart();

void i2c_Stop();

BOOL i2c_Write(BYTE);

BYTE i2c_Read(ACKTYPE);

E na próxima parte iremos comunicar o microcontrolador com outro dispositivo pela I²C.

Criadores de Gambiarras

quarta-feira, 13 de fevereiro de 2013

Rotinas para interface I²C

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