Помогите по i2c, вопрос по asm, Подскажите начинающему, не ясны некоторые моменты Опции

[V000va]

Разбираюсь с протоколом i2c, нашел доку (апноут) AVR 300: Software I2C™ Master Interface и файлик на асме к нему. Пытаюсь сделать програмно эмуляцию i2c под tiny2313. Так вот файлик на асме обзывается:

Title : I2C (Single) Master Implementation
;* Version : 1.0 (BETA)
;* Last updated : 97.08.27
;* Target : AT90Sxxxx (any AVR device)

Есть 2 вопроса по тексту программы:
1. Дока пишет, что частоты i2c могут быть 100 и 400кгц.
И в программе-примере соответсвенно используются специальне циклы задержки:
;* FUNCTION
;* i2c_hp_delay 100khz
;* i2c_qp_delay 100khz
;*
;* DESCRIPTION
;* hp - half i2c clock period delay (normal: 5.0us / fast: 1.3us)
;* qp - quarter i2c clock period delay (normal: 2.5us / fast: 0.6us)

В каких случаях применятся задержка на полпериода, а в каких случаях на четверть периода?

2. В первом же куске кода реализуется повторный старт, например.

_________________________________
Кусочек кода из программы для пояснения 2-го вопроса.
....
.equ SCLP = 1 ; SCL Pin number (port D)
.equ SDAP = 0 ; SDA Pin number (port D)
....

i2c_rep_start:
sbi DDRD,SCLP ; force SCL low
cbi DDRD,SDAP ; release SDA
rcall i2c_hp_delay ; half period delay
cbi DDRD,SCLP ; release SCL
rcall i2c_qp_delay ; quarter period delay

_________________________________

Берем первую команду sbi - установить бит. Регистр DDRD ведь управляет направлением работы порта ввода-вывода, каким образом реаизуется установка SCL в ноль? В тексте проги пишут :

sbi DDRD,SCLP ; force SCL low

Ну и далее по тексту идет cbi и т.д. Не понятно каким образом управляя только DDRD на выводах контроллера реализуются логические уровни? Поясните плз. Ведь чтоб на выводах что-то появилось нужно вывести порт с помощью out, например. Даже если в PORTD что-то есть, и мы конфигурируем порт на ввод, в PORTD нужно что-то положить, чтоб там было что-то и на выводе порта появилась 0 или 1. Поясните плз или подскажите плз, как по другому можно реализовать работу порта для управления только одним выводом.

PS Буду очень признателен, если кто-то поделится кусочком кода на asm, релизующего програмно i2c

---------------------------------------------------------------------

Прикрепленные файлы

 avr300_asm.txt ( 11.49 килобайт ) Кол-во скачиваний: 67

 

[Kalina]

Берем первую команду sbi - установить бит. Регистр DDRD ведь управляет направлением работы порта ввода-вывода, каким образом реаизуется установка SCL в ноль? В тексте проги пишут :

sbi DDRD,SCLP ; force SCL low

Ну и далее по тексту идет cbi и т.д. Не понятно каким образом управляя только DDRD на выводах контроллера реализуются логические уровни? Поясните плз.

В схеме на пине SCLP порта D должен весеть подтягивающий резистор, примерно 4,7к на питание.
1. Когда направление (по умолчанию) порта Д как вход, на SCLP логическая еденица.
2. Когда направление порта конфигурируется как выход( sbi DDRD,SCLP ), вывод SCLP коротит резистор на землю, отсюда появляется лог. еденица

Сообщение отредактировал Kalina - Jun 23 2008, 17:16

[V000va]

В схеме на пине SCLP порта D должен весеть подтягивающий резистор, примерно 4,7к на питание.
1. Когда направление (по умолчанию) порта Д как вход, на SCLP логическая еденица.
2. Когда направление порта конфигурируется как выход( sbi DDRD,SCLP ), вывод SCLP коротит резистор на землю, отсюда появляется лог. еденица

да , резистор в схеме апноута присутсвует, в пункте 2 Вашего ответа, вы хотели сказать, появляется логический 0?

[Kalina]

в пункте 2 Вашего ответа, вы хотели сказать, появляется логический 0?

Да именно так оно и есть, когда пин SCLP порта PORTD равен 0!!!!, командой sbi DDRD,SCLP вы выводите этот ноль...

Сообщение отредактировал Kalina - Jun 23 2008, 17:26

[_Pasha]

В каких случаях применятся задержка на полпериода, а в каких случаях на четверть периода?

В первом же куске кода реализуется повторный старт, например.

Берем первую команду sbi - установить бит. Регистр DDRD ведь управляет направлением работы порта ввода-вывода, каким образом реаизуется установка SCL в ноль? В тексте проги пишут :

sbi DDRD,SCLP ; force SCL low
Ну и далее по тексту идет cbi и т.д. Не понятно каким образом управляя только DDRD на выводах контроллера реализуются логические уровни?

По пунктам.
1. В данном случае длительность задержки i2c_hp_delay совпала с минимальным временем паузы после старта (в доках оно называется Tsu_sta - для старта, Tsu_sto - для стопа) оно должно быть не менее 4,7мкс.
2. Поскольку i2c подразумевает выходы с открытым коллектором, во избежание неприятностей на пинах под i2c не должна появляться комбинация например DDRD.SCLP=1 и PORTD.SCLP=1. То же и SDA касается. Таким образом, весь изврат с DDRx предназначен для эмуляции выхода с открытым коллектором

[V000va]

По пунктам.
1. В данном случае длительность задержки i2c_hp_delay совпала с минимальным временем паузы после старта (в доках оно называется Tsu_sta - для старта, Tsu_sto - для стопа) оно должно быть не менее 4,7мкс.
2. Поскольку i2c подразумевает выходы с открытым коллектором, во избежание неприятностей на пинах под i2c не должна появляться комбинация например DDRD.SCLP=1 и PORTD.SCLP=1. То же и SDA касается. Таким образом, весь изврат с DDRx предназначен для эмуляции выхода с открытым коллектором

Со вторым пунктом вроде разобрался, а по задержкам можете пояснить подробнее?

Например в другой подпрограмме этого же дока так же используются задержки, но не понятно когда какая.


____________________________________
i2c_get_ack:
sbi DDRD,SCLP ; force SCL low
cbi DDRD,SDAP ; release SDA
rcall i2c_hp_delay ; half period delay
cbi DDRD,SCLP ; release SCL

i2c_get_ack_wait:
sbis PIND,SCLP ; wait SCL high
;(In case wait states are inserted)
rjmp i2c_get_ack_wait

clc ; clear carry flag
sbic PIND,SDAP ; if SDA is high
sec ; set carry flag
rcall i2c_hp_delay ; half period delay
ret

________________________________________________


подозреваю, что они берутся исходя из временных диаграмм обмена, но уверенности нет.

[ILYAUL]

Со вторым пунктом вроде разобрался, а по задержкам можете пояснить подробнее?

Даю забудь ты про эадержки
Вот тебе небольшой примерчик работы с шиной

Код

Начни с простого
; **************************************************
; *                                                *
; *   Init Bit Rate fot TWI                        *
; *                                                *
; **************************************************
    
       ldi temp,SYSCLK/(2*SCL_Freq)-8;TWI Bit Rate Register - TWBR
        sts        TWBR,temp

Так ты определишь скорость передачи

где SYSCLK - твой кварц SCL_FREQ - cкорость шины

Всё начинается с формирования START

Код

; *************************************************
; *                                               *
; *       Подпрограмма Init TWI_START             *
; *     Формирование START и проверка ответа.     *
; *                                               *
; *                                               *
; *************************************************

TWI_START:
        
        ldi      temp, (1<<TWINT)|(1<<TWSTA)|(1<<TWEN)  
    sts      TWCR, temp; формирование режима START
        
waitST:
        lds      temp,TWCR   ; Проверка бита TWINT
        sbrs     temp,TWINT
        rjmp     waitST            ; Не получен -цикл
        lds    temp,TWSR     ; Проверка кода ответа    ;
        cpi    temp,START
        breq    RETURN         ; Правильный код -выход из подпрограммы
        brne    TWI_START         ; Нет - повтор.
RETURN:    ret

В первой строке ты формируешь режим старт - в момент начала передачи ( от тебя не зависит) бит TWINT сбрасывается -ты просто ждёшь когда он станет 1 , а в регистр TWSR получаем код 08H если всё хорошо. Если всё плохо - всё надо начинать с начала.
я вложил файл - посмотри - в таком режиме я работаю с DS 400Кгц без формирования задержек

Сообщение отредактировал ILYAUL - Jun 24 2008, 17:55

[V000va]

Дык я так понимаю для серии Mega все просто и понятно, т.к. в ней есть Byte-oriented Two-wire Serial Interface (аналог I2c), а в tiny его нет.

[Александр Куличо...]

По задержкам - смотри у автора стандарта
http://www.semiconductors.philips.com/acro...98/39340011.pdf,
страница 32-33, STANDART MODE

Или аппноут атмела (правда, на сайте атмела я его чего-то не нашел)
http://www.eetchina.com/ARTICLES/2003APR/P...OURCES=DOWNLOAD

Хотя, если сравнить эти 2 pdf'а, то оказывается, что у атмела quarter_period равен 2,5мкс, а соответствующие временные задержки у филипса (su-sto hd-sta) - не менее 4 мкс. Более того, филипс рекомендует удержание линии SDA минимум 300нс после спада SCL при записи данных на шину (NOTE 2, страница 32). У Атмела задержка - только 3 такта (i2c_write), что было приемлимо только для серии AT90 (до 8МГц)
Думаю, что логичнне всего взять атмеловский avr300 за основу и подкорректировать тайминги по официальной спецификации от филипса.

[Dopler]

Дык я так понимаю для серии Mega все просто и понятно, т.к. в ней есть Byte-oriented Two-wire Serial Interface (аналог I2c), а в tiny его нет.

В tiny2313 есть Universal Serial Interface (USI), который может работать в режиме I2C. Соответствующий appnote также имеется

[V000va]

Поковырял AVR 300: Software I2C™ Master Interface, разобрался, микросхему читает и пишет, но при чтении все ок, кроме последних 4-х бит данных, получаемых от микросхемы slave. Читаются постоянно с ошибками. Буду еще разбираться с чтением.

Сообщение отредактировал V000va - Jun 29 2008, 17:24

[Александр Куличо...]

Не забывай перед вызовом каждой операцией чтения устанавливать корректное значение флага переноса, который здесь используется для передачи ACK/NACK. Также не следует забывать о том,что между стопом и последующим стартом должно пройти минимум 5,7 мкс (это с учетом времени наростания SDA 1 мкс и минимального времени Bus free 4.7 мкс). Данную задержку нужно делать самому, т.к в авр300 ни перед стартом, ни после стопа ее нет.

[V000va]

Не забывай перед вызовом каждой операцией чтения устанавливать корректное значение флага переноса, который здесь используется для передачи ACK/NACK. Также не следует забывать о том,что между стопом и последующим стартом должно пройти минимум 5,7 мкс (это с учетом времени наростания SDA 1 мкс и минимального времени Bus free 4.7 мкс). Данную задержку нужно делать самому, т.к в авр300 ни перед стартом, ни после стопа ее нет.

Эмулирую работу программы в Proteus. Анализатор i2c выдает вот что :


Где s - старт, d0 - адрес устройства slave + бит записи (0), А- подтверждение от slave, 00 - пишем адрес откуда будем читать. Sr - повторный старт d1 - адрес slave + бит чтения (1), послендие 00 перед N - это сами данные. N - подтверждение приема от master ( nack). После первого nack идут единицы сплошные, пока на них внимания не обращаю. Р- это стоп. Что интересно, если поменять адрес slave (указать неверный), то slave его не понимает и данных не дает. Т.е. можно предположить, что часть обмена до получения данных проходит верно. При приеме же данных, корректно принимаются только цифры 4 и 5, 0 и 1 в первых 4-х битах принимаемых. Цифры 3 и 2 не принимаются почему-то вообще. В последних 4 битах, правильно принимаются только цифры 0 и 1.

Осциллограф показывает вот что:



где 1 - это аск от slave и начало даннных, 2 - это nack от master. В промежутке между 1 и 2 должна была передаться цифра 08. А реально передался 00.

Сообщение отредактировал V000va - Jul 1 2008, 17:34

[Александр Куличо...]

После первого nack идут единицы сплошные, пока на них внимания не обращаю.

И правильно идут, так как мастер после чтения 00 выдает nack, сигнаизируя о том, что это был последний запрашиваемый байт (после которого мастер обычно выдает "стоп"). В авр300 ACK/NACK выставляется ПЕРЕД вызовом процедуры чтения последнего байта (i2c_read или i2c_do_transfer). Иными словами, процедура чтения нескольких байт выглядит так:

Код

            .......
    ldi    i2cadr,$A0+i2crd; Set device address and read
    rcall    i2c_rep_start; Send repeated start condition and address

    clc        ; ACK
    rcall    i2c_do_transfer; Execute transfer (read)
    .........                                  . . . .
    clc        ; ACK
    rcall    i2c_do_transfer; Execute transfer (read)
    sec        ; **NACK**  - читаем последний байт
    rcall    i2c_do_transfer; Execute transfer (read)
    rcall    i2c_stop; Send stop condition - releases bus

Эмулирую работу программы в Proteus

C протеусом не работал, поэтому вопрос - в протеусе учитывается, что пины контроллера подтянуты к питанию? Так как со стороны контроллера сигналы SDA/SCL либо садятся на "0", либо отпускаются в третье состояние (откуда их внешние резисторы "вытягивают" на логичекую "1" ).

[V000va]

И правильно идут, так как мастер после чтения 00 выдает nack, сигнаизируя о том, что это был последний запрашиваемый байт (после которого мастер обычно выдает "стоп").

Вы несколько не поняли. Прочли 00 выдали nack в конце, это ясно. Далее после nack, если верить анализатору, идут: ff - nack - stop. Зачем после 00 идет nack понятно - это конец чтения. Почему же после 00 - nack идет ещё и ff - nack (т.е. сплошные единицы) -stop пока не ясно. Но с этим я разберусь. Важно другое, почему данные читаются не правильно, т.е. вместо 08, читается 00. Если взглянуть на осциллограмму (scl белая, sda синяя линия), то видно, что между цифрами 1 и 2 на ней, проходит один импульс. Т.е. если данные сдвинуть немного правее, чтоб импульс попал под лог "1" , на пятый слева импульс начала приема линии scl, то получится ожидаемая комбинация 08. Впечатление такое, что данные slave выдает не синхронизируясь с scl.

C протеусом не работал, поэтому вопрос - в протеусе учитывается, что пины контроллера подтянуты к питанию? Так как со стороны контроллера сигналы SDA/SCL либо садятся на "0", либо отпускаются в третье состояние (откуда их внешние резисторы "вытягивают" на логичекую "1" ).

Подтянуты пины к 1-це. Подозреваю что это глюк Proteus. А в чем работаете Вы, в чем моделируете схемы?

Сообщение отредактировал V000va - Jul 2 2008, 10:38

[ChYM]

В свое время разбирался с I2C и в атмеловском avr300 нашел ошибку. Точно в каком месте уже не помню. В конце концов все заработало. На шине висели часы DS1307 и AT24C512. Максимальная частота шины для часов 100 кГц, поэтому все устройства на шине работали на 100 кГц.
Пристегиваю кусок ассемблерного кода (почти аналог avr300). Может поможет разобраться.

[Александр Куличо...]

то получится ожидаемая комбинация 08

Не получается, так как слишком уж короткий импульс. А здесь либо глюк протеуса, либо что-то в Вашей программе. Попробуйте сначала выяснить, почему программа запрашивает лишний байт по i2c. Возможно, в процессе и предыдущую ошибку устраните.

А в чем работаете Вы, в чем моделируете схемы?

JTAG + осциллограф (При написании кода своих ошибок достаточно. А вылавливать глюки еще и симуляторов не охота )

В свое время разбирался с I2C и в атмеловском avr300 нашел ошибку

Подтверждаю, ошибка была. Тоже исправлял. Правда, давно это было. Позавчера бегло сравнивал авр300 со своим (немного переработанным) кодом - различий с ходу не нашел. Поэтому предположил, что ее исправили. Но на всякий случай еще раз пересмотрю

Добавлено:
Пересмотрел, нашел ошибку в авр300. Она приводит к тому, при чтении что все байты, кроме первого (после адреса слейва) читаются как 0x00. Это связано с тем, что при выдачи мастером ACK в ответ на чтение 1-го байта линия SDA засаживается контроллером на "0" и остается в этом состоянии на протяжении всех последующих чтений.
Для исправления этой ошибки в i2c_read "отпускаю" SDA после спада SCL

Код

  
i2c_read:
    rol    i2cstat; store acknowledge
; (used by i2c_put_ack)
    ldi    i2cdata,0x01; data = 0x01
i2c_read_bit:; do
    sbi    DDRD,SCLP;     force SCL low

;******** Добавлено******************************
    nop; даем время опуститься SCL (300ns)
    nop
    cbi    DDRD,SDAP; отпускаем SDA
;******** ***************************************

    rcall    i2c_hp_delay;    half period delay

    cbi    DDRD,SCLP;    release SCL
    rcall    i2c_hp_delay;    half period delay

    clc;    clear carry flag
    sbic    PIND,SDAP;    if SDA is high
    sec;        set carry flag

    rol    i2cdata;     store data bit
    brcc    i2c_read_bit; while receive register not full

2 V000va:
А почему у Вас над цифрой 1 сигнал SCL "затянут" в сосоянии лог."1"? Вы что, между выдачей на шину адреса slave+i2crd и чтением байта от slave делаете паузу порядка 1/2 такта SCL?

[V000va]

А почему у Вас над цифрой 1 сигнал SCL "затянут" в сосоянии лог."1"? Вы что, между выдачей на шину адреса slave+i2crd и чтением байта от slave делаете паузу порядка 1/2 такта SCL?

Нет не далаю я пауз. Это ожидание ack от slave, это он тормозит видимо, а может и Proteus . Nack от master идет без пауз. Спасибо за советы всем откликнувшимся . Буду собирать рабочий макет и тестить.
Александр Куличок

Сообщение отредактировал V000va - Jul 3 2008, 07:17

[Александр Куличо...]

Это ожидание ack от slave, это он тормозит видимо

Если слейв не успевает (вводит цикл одидания), то он затягивает низкий уровень на сигнале SCK, и мастер должен считывать ACK/NACK только после того, как вырастет сигнал на SCL. То есть, схема чтения ACK/NACK выглядит так:

Мастер
1. садит SCL на "0"
2. отпускает SDA
3. задержка 1/2 периода
4. отпускает SCL
5. ждет, когда состояние пина SCL станет равным 1
6. Считывает SDA (собственно ACK/NACK от слейва)
7. задержка 1/2 периода
Слейв, если не успевает обработать запрос, удерживает сигнал SCL в "0", то есть отпускание мастером SCL на 4 шаге НЕ приводит фронту сигнала на физической линии SCL. Поэтому мастер на 5 шаге и ждет, когда слейв отпустит SCL. Это, кстати, может привести к "зависанию" микроконтроллера на данном участке кода, если по каким-либо причинам линия SCL удерживается в "0"

Дальше вопрос к знающим. Сам не разбирался, а подробно перечитывать документацию от филипса было лень :
Слейв в соответствии со стандартом может затягивать SCL только при выдаче ACK/NACK или же когда ему вздумается (например, в процессе чтения из него битов данных)?

[V000va]

Спасибо за подробный ответ.

[V000va]

Подскажите, пишу прогу для работы с ds1307. ПО должно читать время из 1307 и выводить его на дисплей. Собрал аппаратную часть уже. Прогу разбил на 2 части : вывод на дисплей и собственно процедура получения данных по i2c от 1307. Подпрограмму индикации проверил - работает. Добавил туда еще подпрограмму для чтения по i2c - ничего не выодит. Даже подпрограмма индикации не работает. Эмуляция в Proteus кое-как работает, но выводит не понятно что. На аппаратной платформе проверяю - совсем другой результат. Как можно посмотреть чего там по i2c принимается, чего в голове у процессора происходит? Слышал про Jtag, но как и через что его с tiny2313 связать, пока не знаю. Подскажите плз.

[MTh]

Подскажите, пишу прогу для работы с ds1307. ПО должно читать время из 1307 и выводить его на дисплей. Собрал аппаратную часть уже. Прогу разбил на 2 части : вывод на дисплей и собственно процедура получения данных по i2c от 1307. Подпрограмму индикации проверил - работает. Добавил туда еще подпрограмму для чтения по i2c - ничего не выодит. Даже подпрограмма индикации не работает. Эмуляция в Proteus кое-как работает, но выводит не понятно что. На аппаратной платформе проверяю - совсем другой результат. Как можно посмотреть чего там по i2c принимается, чего в голове у процессора происходит? Слышал про Jtag, но как и через что его с tiny2313 связать, пока не знаю. Подскажите плз.

С тинькой будут проблемы... Там USI полусофтовый полужелезный монстр. Он не особо хорош в отладке. Рекомендую посмотреть вот этот проект и его исходники: http://ahtoxa.net/micros/tiny/leds/

Там есть "ошибочка"... а потому посмотрите вот тут: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=50210
Там ведомый но думаю направление будет ясно ))
Также рекомендую сходить на AVRFreaks.net

[AHTOXA]

Там есть "ошибочка"... а потому посмотрите вот тут: http://electronix.ru/forum/index.php?showtopic=50210

Я уже поправил

[V000va]

Эээ, да мне бы с отладкой разобраться, софт та у меня уже написан. Как можно проверить чего там по i2c передается?

[SasaVitebsk]

Шина простая до безобразия и, фактически статическая, (если не использовать мультимастер и всё такое что вам не нужно). Наверное поэтому и завоевала такую популярность. Реализовывал на всех процах. Никаких проблем не вызывает. Обычно пишешь - работает.

Если отсутствуют средства отладки, то делашь просто. Паяешь два светодиода, точку останова программную и кнопочку. И пошла родная..... Ещё проще в отладчике - ставишь точку останова и смотришь соответствующие биты порта. Реализация простейшая если программная (аппаратная под AVR фактически не сложнее).

Пишешь Start, Stop, AskW, AskR, ReadB, WriteB + задержку. Далее работа с любым IIC устройством составляется из данных кирпичиков.

[MTh]

Я уже поправил

Я для подстраховки

[V000va]

Все пофиксил, работает. Всем спасибо