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#norelated
#contents
* RTCサンプル [#o86fce4c]
RTCモジュールとI2Cで通信して時計を作る。~
I2Cは前回よくわかってないって書いたけど、前よりはちょっと理解した。~
USARTは、2本の線を使って、1本が送信、1本が受信の役割をするけど、I2Cは同じ二本でも、1本がクロック、1本がデータになっていて、複数の機器を制御できるバス通信らしい。~
複数の機器は、それぞれがマスターにもスレーブにもなれて、それぞれの状態で送信受信ができるらしい。~
AVRと[[秋月のRTCモジュール:http://akizukidenshi.com/catalog/g/gI-00233/]]で、このI2Cという方式でデータのやり取りをすることにより、時刻の設定、読み出し等が可能になると。~
** 回路図 [#s17638b1]
前回書いたように、UART(USART)はRXD(PD0)とTXD(PD1)をクロスに繋いだけど、I2CはSCL(PC5)とSDA(PC4)は、それぞれ同じもの同士を繋ぐ。
SCLとSDAは、RTCモジュールのジャンパをショートすれば、内部でプルアップ抵抗が有効になるらしいけど、なんとなくそのままにしておきたかったので、自前で内部に持っているのと同じ2.2kΩの抵抗をつけてあります。~
プルアップ抵抗値の決め方とかも、理由があるんだろうけど、まだよくわかってません。~
#ref(RtcTest.png,left,nowrap,RTCサンプル)
** ソースコード [#lfaf1c0f]
//まず、メインで参照する各種ライブラリ。~
//&ref(util.h,left,nowrap,ユーティリティヘッダ);&ref(util.c,left,nowrap,ユーティリティソース);&ref(LcdLib.h,left,nowrap,LCDライブラリヘッダ);&ref(LcdLib.c,left,nowrap,LCDライブラリソース);~
今回、RTC-8564NBモジュールを使った時計表示を行うために、LCDライブラリとUSARTライブラリに、多少の手を加えてあります。~
LCDライブラリは、カーソル表示とカーソルブリンクのON/OFFを、初期化時に設定できるように。~
USARTライブラリは、関数ポインタを登録することで、受信完了時、送信完了時の割り込み処理ができるように。~
とりあえず、読み出しだけはできるようになったデバッグコード。~
&ref(LcdLib.h,left,nowrap,LCDライブラリヘッダ);&ref(LcdLib.c,left,nowrap,LCDライブラリソース);&ref(UsartLib.h,left,nowrap,USARTライブラリヘッダ);&ref(UsartLib.c,left,nowrap,USARTライブラリソース);&ref(util.h,left,nowrap,ユーティリティヘッダ);&ref(util.c,left,nowrap,ユーティリティソース);~
今回は長くなるので、分割しながら載せていきます。~
プログラムサイズは、sprintf使用で4.8kbくらいです。~
*** 定義部分ソースコード [#b78da7d4]
#include <stdio.h>
#include <avr/interrupt.h>
#include "LcdLib.h"
#include "UsartLib.h"
#include "util.h"
#define RTC_ADDR_WRITE 0xA2
#define RTC_ADDR_READ 0xA3
#define I2C_BPS 2 // ボーレート設定値
// TWIモード列挙型定義
typedef enum _tagTWIMode{
TWI_MODE_SEND, // 送信モード
TWI_MODE_RECEIVE, // 受信モード
} TWIMode;
typedef enum _tagTWIACKMode{
TWI_ACKMODE_ACK, // ACK送信モード
TWI_ACKMODE_NACK, // NACK送信モード
} TWIACKMode;
// USART受信バッファ
#define USART_BUFF_SIZE 16
char usart_buff[USART_BUFF_SIZE];
uint8_t usart_buff_cnt;
*** I2C(TWI)部分ソースコード [#e1945366]
void I2c_init( void )
{
TWSR &= ~0x03; // BPSの前置分周は等倍にする
TWBR = I2C_BPS; // CPUクロックが1MHzなのに対して、50KHzで通信する
TWCR = 0b00000100; // ピンをTWI(SCL/SDA)として使用する
}
int8_t I2c_start( void )
{
TWCR = 0b10100100; // スタート設定
while( !( TWCR & 0b10000000 )){
; // 送信開始OKになるまで待つ
}
if( 0x08 == ( TWSR & 0xF8 )){
return 0;
} else if( 0x10 == ( TWSR & 0xF8 )){
return 1;
}
return -1;
}
int8_t I2c_setaddr( uint8_t addr, TWIMode mode )
{
TWDR = addr;
TWCR = 0b10000100; // 送信設定
while( !( TWCR & 0b10000000 )){
; // 相手の応答まで待つ
}
if( TWI_MODE_SEND == mode ){
if( 0x18 == ( TWSR & 0xF8 )){
return 0;
} else if( 0x20 == ( TWSR & 0xF8 )){
return 1;
}
} else {
if( 0x40 == ( TWSR & 0xF8 )){
return 0;
} else if( 0x48 == ( TWSR & 0xF8 )){
return 1;
}
}
return -1;
}
int8_t I2c_snddata( uint8_t data )
{
TWDR = data;
TWCR = 0b10000100; // 送信設定
while( !( TWCR & 0b10000000 )){
; // 相手の応答まで待つ
}
if( 0x28 == ( TWSR & 0xF8 )){
return 0;
} else if( 0x30 == ( TWSR & 0xF8 )){
return 1;
}
return -1;
}
int8_t I2c_rcvdata( uint8_t *data, TWIACKMode mode )
{
if( TWI_ACKMODE_ACK == mode ){
TWCR = 0b11000100;
} else {
TWCR = 0b10000100;
}
while( !( TWCR & 0b10000000 )){
; // データを受信するまで待つ
}
if( 0x50 == ( TWSR & 0xF8 )){
*data = TWDR;
return 0;
} else if( 0x58 == ( TWSR & 0xF8 )){
*data = TWDR;
return 1;
}
return -1;
}
void I2c_stop( void )
{
TWCR = 0b10010100; // ストップ設定
}
int main( void )
*** RTC部分ソースコード [#u40a33a4]
uint8_t Rtc_setdata( uint8_t start, uint8_t *data, uint8_t num )
{
uint8_t data[16]; // 受信データ格納用
uint8_t i = 0; // ループ変数
char str[5] = " "; // 16進コード格納用
Lcd_init(); // LCD初期化
Lcd_setstr( "Receive Data:" ); // 初期表示
if( 16 < start + num || NULL == data ) return -1;
Usart_init(); // シリアル通信初期化
I2c_init(); // I2C通信初期化
while( 1 ){
// 書き込みアドレス設定
if( 0 > I2c_start() ){
Usart_sndstr( "I2c_start_err_1" );
continue;
}
if( 0 != I2c_setaddr( RTC_ADDR_WRITE, TWI_MODE_SEND )){
Usart_sndstr( "I2c_setaddr(send)_err" );
continue;
}
if( 0 != I2c_snddata( 0 )){
Usart_sndstr( "I2c_snddata_err" );
if( 0 != I2c_snddata( start )){
continue;
}
// データ書き込み
for( i = 0; i < num; i++ ){
if( 0 > I2c_snddata( data[i] )) break;
}
I2c_stop();
break;
}
return 0;
}
uint8_t Rtc_getdata( uint8_t start, uint8_t *data, uint8_t num )
{
uint8_t i = 0; // ループ変数
if( 16 < start + num || NULL == data ) return -1;
while( 1 ){
// 読み出しアドレス設定
if( 0 > I2c_start() ){
Usart_sndstr( "I2c_start_err_2" );
continue;
}
if( 0 != I2c_setaddr( RTC_ADDR_WRITE, TWI_MODE_SEND )){
continue;
}
if( 0 != I2c_snddata( start )){
continue;
}
// データ読み出し
if( 0 > I2c_start() ){
continue;
}
if( 0 != I2c_setaddr( RTC_ADDR_READ, TWI_MODE_RECEIVE )){
Usart_sndstr( "I2c_setaddr(receive)_err" );
continue;
}
for( i = 0; i < 15; i++ ){
for( i = 0; i < num - 1; i++ ){
if( 0 > I2c_rcvdata( &data[i], TWI_ACKMODE_ACK )) break;
}
if( 15 != i ){
if( num - 1 != i ){
continue;
}
if( 0 > I2c_rcvdata( &data[i], TWI_ACKMODE_NACK )){
continue;
}
I2c_stop();
break;
}
return 0;
}
Lcd_setpos( 0, 0 );
void Rtc_allread( uint8_t *data )
{
Rtc_getdata( 0, data, 16 );
}
void Rtc_allwrite( uint8_t *data )
{
Rtc_setdata( 0, data, 16 );
}
void Rtc_init( uint8_t *data )
{
Rtc_allread( data ); // 全データ読み込み
// 初期データ設定
data[0] = 0;
data[1] = 0;
data[2] = data[2] & ~0x80;
data[3] = data[3] & ~0x80;
data[4] = data[4] & ~0xC0;
data[5] = data[5] & ~0xC0;
data[6] = data[6] & ~0xF8;
data[7] = data[7] & ~0xE0;
// data[8] = data[8];
data[9] = data[9] & 0x80;
data[10] = ( data[10] & ~0xC0 ) | 0x80;
data[11] = ( data[11] & ~0xC0 ) | 0x80;
data[12] = ( data[12] & ~0xF8 ) | 0x80;
data[13] = 0;
data[14] = 0;
data[15] = 0;
Rtc_allwrite( data ); // 全データ書き込み
}
uint8_t Rtc_settime( char* time )
{
uint8_t i = 0; // ループ変数
uint8_t data[7]; // 設定データ
uint16_t year = 0; // 年(数字格納用)
uint16_t month = 0; // 月(数字格納用)
uint16_t day = 0; // 日(数字格納用)
uint8_t uitmp = 0; // 数字格納用
// 入力チェック
for( i = 0; i < 14; i++ ){
if( '0' > time[i] || '9' < time[i] ){
return -1; // 数字以外のデータが混ざっているので失敗
}
}
// 現在データ取得
if( 0 > Rtc_getdata( 2, data, 7 )){
return -1;
}
// 年のチェック
year = ( time[0] - '0' ) * 1000 + ( time[1] - '0' ) * 100 + ( time[2] - '0' ) * 10 + ( time[3] - '0' );
data[6] = (( time[2] - '0' ) << 4 ) | ( time[3] - '0' );
// 月のチェック
month = ( time[4] - '0' ) * 10 + ( time[5] - '0' );
if( 12 < month ){
return -1;
}
data[5] &= ~0x7f;
data[5] |= (( time[4] - '0' ) << 4 ) | ( time[5] - '0' );
// 日のチェック
day = ( time[6] - '0' ) * 10 + ( time[7] - '0' );
if( 31 < day ){
return -1;
}
data[3] = (( time[6] - '0' ) << 4 ) | ( time[7] - '0' );
// 曜日の計算(ツェラーの公式)
data[4] = ( year + ( year >> 2 ) - year / 100 + year / 400 + ( 13 * month + 8 ) / 5 + day ) % 7;
// 時のチェック
uitmp = ( time[8] - '0' ) * 10 + ( time[9] - '0' );
if( 24 < uitmp ){
return -1;
}
data[2] = (( time[8] - '0' ) << 4 ) | ( time[9] - '0' );
// 分のチェック
uitmp = ( time[10] - '0' ) * 10 + ( time[11] - '0' );
if( 59 < uitmp ){
return -1;
}
data[1] = (( time[10] - '0' ) << 4 ) | ( time[11] - '0' );
// 秒のチェック
uitmp = ( time[12] - '0' ) * 10 + ( time[13] - '0' );
if( 59 < uitmp ){
return -1;
}
data[0] &= ~0x7f;
data[0] |= (( time[12] - '0' ) << 4 ) | ( time[13] - '0' );
// 現在時刻設定
if( 0 > Rtc_setdata( 2, data, 7 )){
return -1;
}
return 0;
}
*** main動作部分ソースコード [#m38fad0d]
void usart_buff_init( void )
{
uint8_t i = 0; // ループ変数
usart_buff_cnt = 0;
for( i = 0; i < USART_BUFF_SIZE; i++ ){
usart_buff[i] = 0;
}
}
void usart_rcv_callback( char data )
{
if( 0x2e == data ){
// 入力を間違った時のリセット「.」
usart_buff_init();
Usart_sndstr( usart_buff );
return;
}
if( 0x0d == data ){
// ターミネータの処理
Rtc_settime( usart_buff );
Usart_sndstr( usart_buff );
usart_buff_init();
return;
}
usart_buff[usart_buff_cnt] = data;
usart_buff_cnt++;
if( USART_BUFF_SIZE <= usart_buff_cnt ){
// オーバーフロー時はターミネータが来るまで最終バッファを書き換えるだけにする
usart_buff_cnt = USART_BUFF_SIZE - 1;
}
Usart_sndstr( usart_buff );
}
void print_time( uint8_t *data )
{
uint8_t sec = data[2];
uint8_t min = data[3];
uint8_t hour = data[4];
uint8_t day = data[5];
uint8_t week = data[6];
uint8_t month = data[7];
uint8_t year = data[8];
char date[17];
char weekstr[7][4] = {
"Sun",
"Mon",
"Tue",
"Wed",
"Thr",
"Fri",
"Sat",
};
sec = (( sec >> 4 ) & 0x07 ) * 10 + ( sec & 0x0F );
min = (( min >> 4 ) & 0x07 ) * 10 + ( min & 0x0F );
hour = (( hour >> 4 ) & 0x03 ) * 10 + ( hour & 0x0F );
day = (( day >> 4 ) & 0x03 ) * 10 + ( day & 0x0F );
week = week & 0x07;
month = (( month >> 4 ) & 0x01 ) * 10 + ( month & 0x0F );
year = (( year >> 4 ) & 0x0F ) * 10 + ( year & 0x0F );
sprintf( date, "%02d/%02d/%02d %s", year, month, day, weekstr[week] );
Lcd_setpos( 0, 0 );
Lcd_setstr( date );
sprintf( date, "%02d:%02d:%02d", hour, min, sec );
Lcd_setpos( 1, 0 );
Lcd_setstr( date );
}
int main( void )
{
uint8_t data[16]; // 受信データ格納用
// uint8_t i = 0; // ループ変数
// char str[5] = " "; // 16進コード格納用
usart_buff_init(); // 受信バッファ初期化
Lcd_init( 0 ); // LCD初期化
Usart_init( usart_rcv_callback, NULL ); // シリアル通信初期化
I2c_init(); // I2C通信初期化
Rtc_init( data ); // RTCモジュール初期化
sei(); // 割り込み許可
while( 1 ){
Rtc_allread( data ); // 全データ読み込み
print_time( data );
/* Lcd_setpos( 0, 0 );
for( i = 0; i < 8; i++ ){
sprintf( str, "%02X", data[i] );
Lcd_setstr( str );
}
Lcd_setpos( 1, 0 );
for( i = 8; i < 16; i++ ){
sprintf( str, "%02X", data[i] );
Lcd_setstr( str );
}
{
uint8_t sec = data[2];
uint8_t min = data[3];
uint8_t hour = data[4];
uint8_t day = data[5];
uint8_t week = data[6];
uint8_t month = data[7];
uint8_t year = data[8];
char date[24] = " ";
char weekstr[7][4] = {
"Sun",
"Mon",
"Tue",
"Wed",
"Thr",
"Fri",
"Sat",
};
sec = (( sec >> 4 ) & 0x07 ) * 10 + ( sec & 0x0F );
min = (( min >> 4 ) & 0x07 ) * 10 + ( min & 0x0F );
hour = (( hour >> 4 ) & 0x03 ) * 10 + ( hour & 0x0F );
day = (( day >> 4 ) & 0x03 ) * 10 + ( day & 0x0F );
week = week & 0x07;
month = (( month >> 4 ) & 0x01 ) * 10 + ( month & 0x0F );
year = (( year >> 4 ) & 0x0F ) * 10 + ( year & 0x0F );
sprintf( date, "20%02d/%02d/%02d %02d:%02d:%02d %s", year, month, day, hour, min, sec, weekstr[week] );
Usart_sndstr( date );
}
delay_ms( 500 );
}*/
delay_ms( 100 );
}
return 0;
}
*** 基本動作 [#v775d1bd]
** 基本動作 [#k26822dd]
まず、電源を入れてPCとUSB通信ができるようにします。~
この辺は、前回の[[USBシリアル通信サンプル]]を参照のこと。~
繋がったら、PCから設定したい日時を、以下のように打ち込んで、Enterを押すと、日時がRTCに設定されます。~
20100418123456
この例では、2010/04/18の、12:34:56に設定されるわけです。~
1回キーを押す度に、その時点のバッファの内容がエコーバックされるようになっているので、入力内容を確認することができます。~
間違ったキーを入力してしまった場合、「.」(ピリオド)の入力で、バッファの内容がリセットされるので、再度最初から打ち込んでください。~
設定した時刻は、LCDに二段に分かれて表示されます。~
上段は、日付と曜日、下段は時刻。~
曜日は、PCからの入力時に、[[ツェラーの公式:http://www.google.com/search?hl=ja&lr=lang_ja&ie=UTF-8&oe=UTF-8&q=%E3%83%84%E3%82%A7%E3%83%A9%E3%83%BC%E3%81%AE%E5%85%AC%E5%BC%8F]]で算出しています。
PCから入力した西暦の1000の位と100の位は、この曜日計算にしか使用していません。~
RTCモジュールは、西暦の下2桁しか気にしないので、RTC内にも保存できないし、今回のプログラム中でも保存していません。~
なので、表示時にも下2桁しか表示出来ない仕様となります。~
![[PukiWiki]](image/pukiwiki.png "[PukiWiki]")
