CANNY 5 nano, Драйвер I2C

Общее описание

Два из восемнадцати каналов ввода-вывода CANNY 5 nano, а именно каналы №2 и №4, поддерживают работу в режиме приема/передачи данных, с использованием протокола I²C, и могут быть использованы для связи контроллеров с внешним оборудованием поддерживающим данный протокол связи.

Контроллер CANNY5 nano может выступать только в качестве ведущего узла сети, при этом он имеет возможность как передавать данные ведомым устройствам, так и отправлять запросы на получение данных от них. Обмен данными между устройствами происходит отдельными сеансами, с максимальной длиной сообщения I²C внутри одного сеанса равной 32 байтам, т. е. открытие одновременно несколько сеансов с разными устройствами не допускается. Скорость обмена фиксированная и составляет 100 кбит/с. Общее число ведомых устройств на линии может достигать нескольких десятков.

Драйвер I²C в своей работе использует ресурсы каналов контроллера, но имеет более высокий приоритет чем драйвер дискретного ввода-вывода. Таким образом, при активации драйвера I²C, для задействованных в его работе каналов, изменение значений в связанных с ними регистрах драйвера дискретного ввода-вывода будет проигнорировано контроллером.

Каналы №№2 и 4 активируются совместно, одновременно с установкой конфигурации драйвера I²C контроллера, т. е. его активацией. Канал №2 используется в качестве линии данных (SDA), канал №4 — как тактирующий канал (SCL).

Примечание:

Активация драйвера I2C автоматически переводит каналы №2 и №4 в режим передачи/приема данных, делая невозможным их использование в качестве дискретных входов или выходов драйвера ввода-вывода, т. к. драйвер I2C имеет более высокий приоритет.

Регистры драйвера I²C

Ниже приведено описание допустимых значений регистров управления работой драйвера I²C.

Регистры конфигурации драйвера I²C.

Регистр	Ожидаемые значения
Регистр адреса I2C	2...254 = четное число, адрес slave-устройства, с которым будет производиться обмен данными по шине I2C (см. особенности работы драйвера I2C).
Регистр активации драйвера I2C	≥ 1 = активировать драйвер I2C, передать ему управление каналами контроллера, используемыми в качестве линий SDA и SCL; 0 = дезактивировать драйвер I2C, вернуть управление каналами драйверу ввода-вывода и разрешить изменения их состояний из функциональной диаграммы.

Регистры диагностики драйвера I²C.

Регистр	Возвращаемые значения
Регистр ошибки приема/передачи данных I2C	1 = во время приема или отправки сообщения I2C произошла ошибка; 0 = драйвер работает в нормальном режиме.
Регистр переполнения буфера передачи I2C	1 = ошибка, буфер I2C переполнен; 0 = переполнение буфера приема отсутствует.
Регистр готовности буфера передачи данных I2C	1 = буфер передачи данных драйвера I2C свободен и готов к загрузке новых данных; 0 = буфер передачи данных драйвера I2C не готов.

Регистры приема драйвера I²C.

Регистр	Возвращаемые значения
Регистр наличия принятых данных I2C	1 = сообщение успешно получено и доступно в регистрах буфера приема драйвера I2C; 0 = в буфере приема драйвера I2C отсутствуют актуальные данные.
Регистр длины принимаемого сообщения I2C	0...32 = значение, равное количеству байт, которые должны быть приняты в сообщении I2C.
Регистр принятых данных I2C D1:D0 ... Регистр принятых данных I2C D31:D30	0...0xFFFF = значения соответствующих байт данных приемного буфера I2C, по два байта на регистр.

Регистры передачи драйвера I²C.

Регистр	Ожидаемые значения
Регистр начала обмена данными I2C	≥ 1 = загрузить данные из регистров передачи в буфер передачи / загрузить данные из буфера приема в регистры принятых данных драйвера I2C; 0 = не загружать данные в буфер передачи / не считывать данные из буфера приема драйвера I2C.
Регистр длины передаваемого сообщения I2C	0...32 = количество байт сообщения I2C, которое будет необходимо передать при получении команды на отправку данных.
Регистр передаваемого сообщения I2C D1:D0 ... Регистр передаваемого сообщения I2C D31:D30	0...0xFFFF = значения соответствующих байт сообщения I2C для передачи, по два байта на регистр.

Особенности работы драйвера I²C

Для учета особенностей передачи адресов I²C-устройств, в Регистр адерса I²C регистров конфигурации драйвера контроллера необходимо записывать значение адреса, указанного в документации на Slave-устройство, со сдвигом влево на 1 бит. Например, если в документации устройства указан адрес 0х68, то в Регистр адреса I²C нужно записать значение (0x68 << 1) = 0хD0.

Обмен данными в сети I²C с использованием контроллера CANNY 5 nano определяется комбинацией значений регистров длинны передаваемого и принимаемого сообщения, установленных пользователем (смотри таблицу).

Значение регистра длины передаваемого сообщения I2C	Значение регистра длины принимаемого сообщения I2C	Направление обмена данными
> 0	= 0	Только передача данных от CANNY 5 nano (Master) ведомому (Slave) устройству с адресом, указанным в соответствующем регистре.
> 0	> 0	Передача данных от CANNY 5 nano (Master) ведомому (Slave) устройству с адресом, указанным в соответствующем регистре, и получение от него ответных данных.
= 0	> 0	Только прием данных CANNY 5 nano (Master) от ведомого (Slave) устройства с адресом, указанным в соответствующем регистре.

Примеры

Пример функциональной диаграммы получения данных от датчика температуры TCN75. В процессе работы контроллер выступает в качестве ведущего (Master) узла шины I²C, выполняя опрос датчика температуры 2 раза в секунду. В этом примере CANNY5 nano (Master) выступает в качестве приемника, запрашивающего данные, а термодатчик (Slave) — в качестве передатчика. Такое направление передачи данных задается записью в регистры длины передаваемого сообщения I²C (Рег.длины передачи I²C) и длины принимаемого сообщения I²C (Рег.длины приема I²C) значений отличных от «0», соответствующих количеству передаваемых (запроса температуры) и получаемых (значения температуры) данных.

Каждые 500мс в шину, если буфер передачи CANNY5 nano свободен и готов к приему нового сообщения, ведомому узлу с адресом 0х90, передается запрос на получение значения температуры. В ответ предполагается получение 2 байт данных.

При получении данных от термодатчика выполняется их предварительная обработка, результаты которой сохраняются в именованной сети «данные датчика».

ВНИМАНИЕ!

Канал №4 CANNY5 nano параллельно используется для управления встроенным контрольным светодиодом (LED — смотри принципиальную электрическую схему контроллера), в следствие чего, его работа в режиме I2C требует дополнительной подтяжки к напряжению +5В с помощью внешнего резистора, номиналом 400...600 Ом, либо удаления с платы CANNY5 nano контрольного светодиода.

Смотри также

CANNY 5 nano