Rotinas para interface I²C

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     //               _______________________________________________________________     // Upper Byte   |U2TXIF |U2RXIF |INT2IF | T5IF  | T4IF  | OC4IF | OC3IF |DMA21IF|     //              |__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     //               _______________________________________________________________     // Upper Byte   |U2TXIE |U2RXIE |INT2IE | T5IE  | T4IE  | OC4IE | OC3IE |DMA2IE |     //              |__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___|     //               _______________________________________________________________     // Lower Byte   |  GCEN | STREN | ACKDT | ACKEN | RCEN  |  PEN  | RSEN  |  SEN  |     //              |__ 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___|     //               _______________________________________________________________     // Lower Byte   |  GCEN | STREN | ACKDT | ACKEN | RCEN  |  PEN  | RSEN  |  SEN  |     //              |__ 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     //               _______________________________________________________________     // Upper Byte   |U2TXIF |U2RXIF |INT2IF | T5IF  | T4IF  | OC4IF | OC3IF |DMA21IF|     //              |__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___|     //               _______________________________________________________________     // Lower Byte   |  GCEN | STREN | ACKDT | ACKEN | RCEN  |  PEN  | RSEN  |  SEN  |     //              |__ 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     //               _______________________________________________________________     // Upper Byte   |U2TXIF |U2RXIF |INT2IF | T5IF  | T4IF  | OC4IF | OC3IF |DMA21IF|     //              |__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___|     //               _______________________________________________________________     // Lower Byte   |  GCEN | STREN | ACKDT | ACKEN | RCEN  |  PEN  | RSEN  |  SEN  |     //              |__ 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___|     //               _______________________________________________________________     // Lower Byte   |  GCEN | STREN | ACKDT | ACKEN | RCEN  |  PEN  | RSEN  |  SEN  |     //              |__ 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.