Zbernica i2c: EEPROM: Rozdiel medzi revíziami

Aktuálna revízia z 07:08, 26. apríl 2024

Obsah

1 Oboznámenie so zbernicou i2c

Oboznámenie so zbernicou i2c

Úlohy:

Pripojte k procesoru pamäť podľa schémy zapojenia
Schému upravte tak, aby adresa zariadenia bola ?? - určí cvičiaci
Zapíšte na prvé pamäťové miesto (adresa 0x00) znak 'A'
Prečítajte, či je znak správne zapísaný
Prečítajte obsah celej pamäte a vypíšte ho na terminál PC
Zapíšte do pamäte 10 bytov nejakej informácie a zistite, ako dlho trvá zápis jedného byte, t.j. aká veľká musí byť prestávka medzi jednotlivými zápismi.

Literatúra

Official I2C Specification Version 6 http://www.nxp.com/documents/user_manual/UM10204.pdf
Official List of assigned NXP / Philips I2C addresses http://www.diolan.com/downloads/i2c-address-allocation-table.pdf
Mitchell Kahn: Programming the i2c interface. Dr. Dobb's Journal, June 1992.
Example using the two-wire interface (TWI). AVRlibc demo projects.

Datasheets

1. Schéma zapojenia

Správnosť zapojenia si môžete vyskúšať programom Médiá:i2c_scan.ino - nájde všetky obvody pripojené na zbernici. Nachádza sa aj priamo vo vývojovom prostredí Arduino, pozri Examples -> Wire -> i2c_scan.

2. Device address

3. Inicializácia

Pri tvorbe programu pre modul budeme využívať už hotovú knižnicu i2cmaster dostupnú odtiaľto http://senzor.robotika.sk/mmp/src/i2c/

Najprv je potrebné zbernicu inicializovať:

         i2c_init();                                       // initialize I2C library

4. Zápis

Zápis je jednoduchší, preto ním začneme:

       // zapis hodnotu  0x41 ('A') to EEPROM address 00 (Byte Write) 

     i2c_start_wait( (EEPROM_ADDR << 1) | I2C_WRITE);     // 1: set device address and write mode
     i2c_write(0x00);                                     // 2: write address = 0
     i2c_write(0x41);                                     // 3: write value 0x41 to EEPROM
     i2c_stop();                                          // 4: set stop conditon = release bus

Postupnosť pre zápis hodnoty z EEPROM pamäte.

5. Čítanie

Čítanie vyžaduje trocha viac krokov, pretože najprv musíme smerom do EEPROM nastaviť adresu, z ktorej chceme čítať a potom obrátime smer komunikácie a počkáme na data z pamäti.

  /*  Precitame hodnotu zapisanu v predchadzajucom kroku z EEPROM addresy 0   */

     i2c_start_wait( (EEPROM_ADDR << 1) | I2C_WRITE);      // 1: set device address and write mode
     i2c_write(0x00);                                      // 2: write address = 0

     i2c_rep_start( (EEPROM_ADDR << 1) | I2C_READ );       // 3: set device address and read mode

     val = i2c_readNak();                                  // 4: read one byte from EEPROM
     i2c_stop();                                           // 5: stop

Program je samozrejme vhodné doplniť o zobrazenie prečítanej hodnoty v termináli cez sériové rozhranie.

Postupnosť pre čítanie hodnoty z EEPROM pamäte.

Jednoduchý program na prečítanie 1 byte z pamäte pre Arduino s využitím knižnice I2C_EEPROM je tu:

#include <I2C_eeprom.h>

#define MAXBYTES 2048/8         // it's only 2Kbit
#define DEVICEADDRESS (0x50)   // the address of your EEPROM

I2C_eeprom eeprom(DEVICEADDRESS,MAXBYTES);

byte value;
byte adresa = 0x00;

void setup()
{
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("*** Reading memory content: ***");
  
  Wire.begin();
  eeprom.begin();
  
  value = eeprom.readByte(adresa);
  Serial.print((char)value); 
 
  Serial.println("\nDone...");
}

void loop()
{
  // Nothing to do during loop
}

@@ Riadok 35: / Riadok 35: @@
 === 1. Schéma zapojenia ===
-[[Súbor:i2c_schematic.png|400px|center]]
+[[Súbor:i2c_schematic.png|400px|center]][[Súbor:i2c_breadboard.png|400px|center]]
-[[Súbor:i2c_breadboard.png|400px|center]]
 Správnosť zapojenia si môžete vyskúšať programom [[Médiá:i2c_scan.ino]] - nájde všetky obvody pripojené na zbernici.
+Nachádza sa aj priamo vo vývojovom prostredí Arduino, pozri Examples -> Wire -> i2c_scan.
 === 2. Device address ===
@@ Riadok 46: / Riadok 45: @@
 [[Súbor:i2c_address.png|400px|center]]
-== '''Software''' ==
+=== 3. Inicializácia ===
 Pri tvorbe programu pre modul budeme využívať už hotovú knižnicu <code>i2cmaster</code> dostupnú odtiaľto http://senzor.robotika.sk/mmp/src/i2c/
-'''1. Inicializácia'''
 Najprv je potrebné zbernicu inicializovať:
@@ Riadok 60: / Riadok 61: @@
 </source>
-'''
-. Čítanie z A/D prevodníka'''
-Potom môžeme prečítať hodnotu na analógovom vstupe č. 3, na ktorom je pripojený trimer:
-<div style='text-align: center;'>
-[[File:MIPS_8591_ReadValue.png]]<br>
-''Postupnosť pre čítanie hodnoty z obvodu 8591.''
-</div>
-<source lang="c">
-/*    value = AnlogRead-From-PCF8591(channel);   */
-         i2c_start( PCF8591_ADDR << 1 | I2C_WRITE);        // set device address and write mode
-         i2c_write(channel);                               // which channel want to read
-         i2c_stop();
-         i2c_rep_start(PCF8591_ADDR << 1 | I2C_READ);      // repeated start for reading
-         i2c_readAck();                                    // read dummy byte
- value = i2c_readNak();                                    // read Analog value
-         i2c_stop();
-</source>
-'''3. Zápis na analógový výstup'''
+=== 4. Zápis ===
-A napokon prečítanú hodnotu zapíšeme na analógový výstup, takže zmenu priamo uvidíme na pripojenej zelenej LED dióde.
+Zápis je jednoduchší, preto ním začneme:
-<div style='text-align: center;'>
-[[File:MIPS_8591_WriteValue.png]]<br>
-''Postupnosť pre zápis hodnoty do obvodu 8591.''
-</div>
 <source lang="c">
- /*    AnalogWrite-To-PCF8591(value);   */
-         i2c_start((PCF8591_ADDR << 1 | I2C_WRITE));       // set device address and write mode
-         i2c_write(CONTROL BYTE);                          // set analog output active
-         i2c_write(value);                                 // write the required Analog Output value (0-255)
-         ...                                               // multiple write possible
-         i2c_stop();                                       // set stop conditon = release bus
-</source>
+       // zapis hodnotu  0x41 ('A') to EEPROM address 00 (Byte Write)
-Program je samozrejme vhodné doplniť o zobrazovanie veličín buď na LCD displeji, alebo v termináli cez sériové rozhranie.
+     i2c_start_wait( (EEPROM_ADDR << 1) | I2C_WRITE);     // 1: set device address and write mode
+     i2c_write(0x00);                                     // 2: write address = 0
+     i2c_write(0x41);                                     // 3: write value 0x41 to EEPROM
+     i2c_stop();                                          // 4: set stop conditon = release bus
-Pri vytváraní riadiaceho slova by vám mal napomôcť tento obrázok z datasheetu:
+</source>
 <div style='text-align: center;'>
-[[File:MIPS_8591_Register.png|500px]]<br>
+  [[Súbor:i2c_write.png|600px|center]]<br>
-''Obsadenie riadiaceho registra obvodu 8591.''
+''Postupnosť pre zápis hodnoty z EEPROM pamäte.''
 </div>
+=== 5. Čítanie ===
-=== 3. Zápis ===
+Čítanie vyžaduje trocha viac krokov, pretože najprv musíme smerom do EEPROM nastaviť adresu, z ktorej chceme čítať a potom obrátime smer komunikácie a počkáme na data z pamäti.
-[[Súbor:i2c_write.png|600px|center]]
+<source lang="c">
-=== 4. Čítanie ===
-[[Súbor:i2c_read.png|600px|center]]
-[[Súbor:i2c_readRandom.png|400px|center]]
+  /*  Precitame hodnotu zapisanu v predchadzajucom kroku z EEPROM addresy 0   */
+     i2c_start_wait( (EEPROM_ADDR << 1) | I2C_WRITE);      // 1: set device address and write mode
+     i2c_write(0x00);                                      // 2: write address = 0
+     i2c_rep_start( (EEPROM_ADDR << 1) | I2C_READ );       // 3: set device address and read mode
+     val = i2c_readNak();                                  // 4: read one byte from EEPROM
+     i2c_stop();                                           // 5: stop
+</source>
+Program je samozrejme vhodné doplniť o zobrazenie prečítanej hodnoty v termináli cez sériové rozhranie.
+<div style='text-align: center;'>
+  [[Súbor:i2c_read.png|600px|center]]<br>
+''Postupnosť pre čítanie hodnoty z EEPROM pamäte.''
+</div>
+Jednoduchý program na prečítanie 1 byte z pamäte pre Arduino s využitím knižnice [https://www.arduino.cc/reference/en/libraries/i2c_eeprom/ I2C_EEPROM] je tu:
 <source lang="c">
+#include <I2C_eeprom.h>
-#include <avr/interrupt.h>
+#define MAXBYTES 2048/8         // it's only 2Kbit
-#include <stdlib.h>
+#define DEVICEADDRESS (0x50)   // the address of your EEPROM
-#include <avr/io.h>
-#include <util/delay.h>
-#include <util/twi.h>
-#include <stdio.h>
-//#include "lcd.h"
+I2C_eeprom eeprom(DEVICEADDRESS,MAXBYTES);
-#include "Uart_ch.h"
-unsigned char RD_EEprom(unsigned char adr_RAM);
+byte value;
-void WR_EEprom(unsigned char adr_IC,unsigned char adr_pocitadlo);
+byte adresa = 0x00;
-void obsluha_Stav_Aut_I2C(void);
-#define ADR_IC_WR		0xA0   	// EEPROM Adresa IC+WR
-#define ADR_IC_RD		0xA1   	// EEPROM Adresa IC+RD
-volatile  unsigned char	buffer_I2C[10];	// buffer pre obsluhu I2C
-FILE mystdout_Uart = FDEV_SETUP_STREAM(sendchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);
-void WR_EEprom(unsigned char adr_IC,unsigned char adr_pocitadlo)
-{ 	// nastavenie globalnych premennych
-	buffer_I2C[0]=adr_IC;	// Adr obvodu + wr
-	buffer_I2C[1]=adr_pocitadlo;	    // Nastavenie Adresneho citaca 24LC04 , Adresa (z ktorej citam)/(do ktorej zapisujem)
-//	buffer_I2C[1]=<obsah>;			// zapisovane data, byte,-ty
-	TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWSTA) | _BV(TWEN); // send start condition
-	// a odovzdanie riadenia "preruseniu od I2C"
-	obsluha_Stav_Aut_I2C();
+void setup()
+{
+  Serial.begin(9600);
+  Serial.println("*** Reading memory content: ***");
+  Wire.begin();
+  eeprom.begin();
+  value = eeprom.readByte(adresa);
+  Serial.print((char)value);
+  Serial.println("\nDone...");
 }
+void loop()
+{
-unsigned char RD_EEprom(unsigned char adr_RAM)
+  // Nothing to do during loop
-{
-	// nastavenie globalnych premennych
-	buffer_I2C[0]=ADR_IC_RD;	// Adr obvodu + rd
-	buffer_I2C[1]=adr_RAM;		    // Sem vrati obsah z nastavenej adresy 24LC04
-	TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWSTA) | _BV(TWEN); // send start condition
-	// a odovzdanie riadenia "preruseniu od I2C"
-	obsluha_Stav_Aut_I2C();
-	return(buffer_I2C[1]);
 }
-// tato funkcia vyuziva globalne premenne
+</source>
-// buffer_I2C[x]
-// Wr_data - tato premenna nadobuda vyznam az pri komunikacii s konkretnou premennou
-//           vid. "instrukcny subor" I2C periferie
-// implementovany instrukcny subor pre seriovu EEPROM max 256 byte
-// S|adr_IO+wr|<AC>|P                -- nastavenie adresneho citaca pamate EEPROM
-// {nie je implementova} S|adr_IO+wr|<AC>|data|P           -- zapisanie dat na nastavenu adresu pamate EEPROM
-// S|adr_IO+rd|data|P                -- precitanie jedneho bytu z aktualne nastavenej adresy pamate EEPROM
-//                                      obsah adresneho citaca sa inkrementne
-void obsluha_Stav_Aut_I2C(void)
-{ unsigned char pom_St_Aut=0;
-nav:while ((TWCR & _BV(TWINT)) == 0);  /* wait for transmission */
-    {   pom_St_Aut=TWSR & 0xf8;		// precitaj stav
-	    printf(" %02x",pom_St_Aut);
-	 	switch(pom_St_Aut)
-	 	{ case TW_START:// = 0x08 // odvysielany start
-		  case TW_REP_START:// = 0x10 // odvysielany repeated start
-		                 	TWDR = buffer_I2C[0];// Adr+wr/rd, adresa IO
-	  						TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWEN); /* clear interrupt to start transmission */
-		  break;
-		  case TW_MT_SLA_ACK:	//        0x18   Data byte has been tramsmitted and ACK received
-		                 	TWDR = buffer_I2C[1]; // tu konkretne, nastavenie Adreseho citaca pamate.
-	  						TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWEN); /* clear interrupt to start transmission */
-		  break;
-		  case TW_MT_DATA_ACK:	//        0x28   Data byte has been tramsmitted and ACK received
-		   					TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWSTO) | _BV(TWEN); /* send stop condition */
-							return; //  tento riadok v preruseni vypadne
-		  break;
-		  case TW_MR_SLA_ACK:	//   0x40  // Data byte has been tramsmitted and NACK received
-		   					TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWEN) ; // clear interrupt to start transmission
-		  break;
-		  case TW_MR_DATA_NACK:	// 0x58  // Data byte has been tramsmitted and ACK received
-		  				    buffer_I2C[1]= TWDR;	    // Vycitaj jeden byte z  24LC04.  Adresny citac sa posunie
-				      		TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWSTO) | _BV(TWEN); // send stop condition
-							return; // tento riadok v preruseni vypadne
-		  break;
-		  default:
-		  					TWCR = _BV(TWINT) | _BV(TWSTO) | _BV(TWEN); /* send stop condition */
-							return; // tento riadok v preruseni vypadne
-		  break;
-	 	}
-	}
-	goto nav; // toto v preruseni vypadne
-}
-int main(void)
-{ 	unsigned char znak;
-unsigned int i=0;
-unsigned char poc_adresa_EEPROM=0;
-	inituart();								// inicializacia UARTU                       // inicializacia v 4-bitovom rezime
-//  sei();                    // Enable ALL interrupts
-// ini I2C
-{
-   TWCR =  _BV(TWEN); /* send start condition */
-   TWBR = 72; // fi2c= fosc/(16 +2(preddelic=00=> 1)(<TWBR>)) = 100kHz
-   TWSR=1;
-}
-// TODO: to USART
-/* ************************************************************	*/
-stdout = &mystdout_Uart;
-printf("Nastavenie adresy EEPROM = %02x \n\r",poc_adresa_EEPROM);
-WR_EEprom(ADR_IC_WR,poc_adresa_EEPROM);
-printf("\n\r\rVypis EEPROM: \n\r");
-	// vypisme prvych 10 znakov
-    while (i<10) //256)// kapacita pamate 256 znakov, bytov,
-	{
-		znak = RD_EEprom(ADR_IC_RD); // obsah adresneho citaca EEPROM sa automaticky inkrementuje
-		if(znak==0xff)i=256; // vymazane pametove miesto
-		{
-			printf("   %02d %02x %c\r",i++,znak,znak);
-		}
-	}
- for(;;);  // a cakam napr. na  "RESET"
-}
-</source>
 [[Category:DVPS]][[Category:AVR]][[Category:MMP]][[Category:I2C]][[Category:MIPS]]