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#pragma once
//=====================================================================//
/*! @file
@brief ソフト制御 I2C テンプレートクラス @n
※ポートは、オープンドレイン指定が可能な事 @n
※速度指定は、正確ではなく目安程度 @n
※「FAST_PLUS」は選択出来ない、エラーとなる
@author 平松邦仁 ([email protected])
@copyright Copyright (C) 2017, 2021 Kunihito Hiramatsu @n
Released under the MIT license @n
https://github.com/hirakuni45/RX/blob/master/LICENSE
*/
//=====================================================================//
#include <cstdint>
#include "common/delay.hpp"
#include "common/i2c_base.hpp"
namespace device {
//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
/*!
@brief I2C テンプレートクラス
@param[in] SDA SDA ポート定義クラス
@param[in] SCL SCL ポート定義クラス
*/
//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
template <class SDA, class SCL>
class si2c_io : public i2c_base {
uint8_t clock_;
ERROR error_;
uint16_t busy_;
static constexpr uint8_t slow_clock_ = 10 / 2;
static constexpr uint8_t fast_clock_ = 4 / 2;
void start_() const {
SDA::P = 0;
utils::delay::micro_second(clock_);
SCL::P = 0;
utils::delay::micro_second(clock_);
}
bool ack_() const {
SDA::P = 1;
utils::delay::micro_second(clock_);
SCL::P = 1;
SDA::DIR = 0;
utils::delay::micro_second(clock_);
bool f = SDA::P();
SDA::P = 0;
SDA::DIR = 1;
SCL::P = 0;
return f;
}
void out_ack_(bool b) const {
utils::delay::micro_second(clock_);
SDA::P = b;
SCL::P = 1;
utils::delay::micro_second(clock_);
SCL::P = 0;
}
bool wait_() const {
uint16_t cnt = busy_;
SCL::DIR = 0;
while(SCL::P() == 0) {
utils::delay::micro_second(1);
if(cnt) {
--cnt;
} else {
SCL::DIR = 1;
return false; // wait stall
}
}
SCL::DIR = 1;
return true;
}
void stop_() const {
utils::delay::micro_second(clock_);
SCL::P = 1;
utils::delay::micro_second(clock_);
SDA::P = 1;
}
bool write_(uint8_t val, bool sync) const {
for(uint8_t n = 0; n < 8; ++n) {
SDA::P = (val & 0x80) != 0 ? 1 : 0;
utils::delay::micro_second(clock_);
SCL::P = 1;
if(n == 0 && sync) {
if(!wait_()) return false;
}
val <<= 1;
utils::delay::micro_second(clock_);
SCL::P = 0;
}
return true;
}
bool write_(uint8_t data) const {
if(!write_(data, true)) {
stop_();
return false;
}
if(ack_()) {
stop_();
return false;
}
return true;
}
bool write_(const uint8_t* src, uint8_t num) const {
for(uint8_t n = 0; n < num; ++n) {
if(!write_(*src, true)) {
stop_();
return false;
}
++src;
if(ack_()) {
stop_();
return false;
}
}
return true;
}
bool read_(uint8_t& val, bool sync) const {
SDA::DIR = 0;
for(uint8_t n = 0; n < 8; ++n) {
utils::delay::micro_second(clock_);
val <<= 1;
SCL::P = 1;
if(n == 0 && sync) {
if(!wait_()) {
SDA::DIR = 1;
return false;
}
}
utils::delay::micro_second(clock_);
if(SDA::P()) val |= 1;
SCL::P = 0;
}
SDA::DIR = 1;
return true;
}
public:
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief コンストラクター
*/
//-----------------------------------------------------------------//
si2c_io() noexcept : clock_(slow_clock_), error_(ERROR::NONE), busy_(200) { }
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief 初期化
@param[in] mode 動作モード(現在は「master」のみ)
@param[in] spd スピード
@param[in] lvl 割り込みレベル(設定しても無効)
@param[in] pullup プルアップを有効にする場合「true」
@return 成功なら「true」
*/
//-----------------------------------------------------------------//
bool start(MODE mode, SPEED spd, uint8_t lvl = 0, bool pullup = false) noexcept
{
SCL::OD = SCL::OD_TYPE::N_CH;
SDA::OD = SDA::OD_TYPE::N_CH;
if(pullup) {
SCL::PU = 1;
SDA::PU = 1;
}
SCL::DIR = 1;
SDA::DIR = 1;
SCL::P = 1;
SDA::P = 1;
switch(spd) {
case SPEED::STANDARD:
set_standard();
break;
case SPEED::FAST:
set_fast();
break;
default:
error_ = ERROR::START;
return false;
}
return true;
}
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief クロック設定
@param[in] clock パルス50%待ち時間(単位マイクロ秒)
*/
//-----------------------------------------------------------------//
void set_clock(uint8_t clock) noexcept { clock_ = clock; }
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief 標準速度指定(maybe 100KBPS)
*/
//-----------------------------------------------------------------//
void set_standard() noexcept { clock_ = slow_clock_; }
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief 高速指定(maybe 400KBPS)
*/
//-----------------------------------------------------------------//
void set_fast() noexcept { clock_ = fast_clock_; }
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief スレーブデバイスの「待ち」時間の最大値を設定
@param[in] busy 待ち時間(単位マイクロ秒)
*/
//-----------------------------------------------------------------//
void set_busy(uint16_t busy) noexcept { busy_ = busy; }
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief 最終エラーの取得
@return エラー・タイプ
*/
//-----------------------------------------------------------------//
ERROR get_last_error() const noexcept { return error_; }
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief 受信(リード)
@param[in] address スレーブアドレス(7ビット)
@param[out] dst 先
@param[in] num 数
@return 失敗なら「false」が返る
*/
//-----------------------------------------------------------------//
bool recv(uint8_t address, void* dst, uint8_t num) noexcept {
start_();
write_((address << 1) | 1, false);
if(ack_()) {
stop_();
error_ = ERROR::ADDRESS;
return false;
}
uint8_t* p = static_cast<uint8_t*>(dst);
for(uint8_t n = 0; n < num; ++n) {
if(!read_(*p, true)) {
stop_();
error_ = ERROR::RECV_DATA;
return false;
}
bool f = 0;
if(n == (num - 1)) f = 1;
out_ack_(f);
++p;
}
stop_();
return true;
}
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief 送信(ライト)
@param[in] address スレーブアドレス(7ビット)
@param[in] src 元
@param[in] num 数
@return 失敗なら「false」が返る
*/
//-----------------------------------------------------------------//
bool send(uint8_t address, const void* src, uint8_t num) noexcept {
start_();
write_(address << 1, false);
if(ack_()) {
stop_();
error_ = ERROR::ADDRESS;
return false;
}
if(!write_(static_cast<const uint8_t*>(src), num)) {
stop_();
error_ = ERROR::SEND_DATA;
return false;
}
stop_();
return true;
}
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief 送信(ライト)
@param[in] address スレーブアドレス(7ビット)
@param[in] first ファーストデータ
@param[in] src 元
@param[in] num 数
@return 失敗なら「false」が返る
*/
//-----------------------------------------------------------------//
bool send(uint8_t address, uint8_t first, const void* src, uint8_t num) noexcept
{
start_();
write_(address << 1, false);
if(ack_()) {
stop_();
error_ = ERROR::ADDRESS;
return false;
}
if(!write_(first)) {
stop_();
error_ = ERROR::SEND_DATA;
return false;
}
if(!write_(static_cast<const uint8_t*>(src), num)) {
stop_();
error_ = ERROR::SEND_DATA;
return false;
}
stop_();
return true;
}
//-----------------------------------------------------------------//
/*!
@brief 送信(ライト)
@param[in] address スレーブアドレス(7ビット)
@param[in] first ファースト・データ
@param[in] second セカンド・データ
@param[in] src 元
@param[in] num 数
@return 失敗なら「false」が返る
*/
//-----------------------------------------------------------------//
bool send(uint8_t address, uint8_t first, uint8_t second, const void* src, uint8_t num) {
start_();
write_(address << 1, false);
if(ack_()) {
stop_();
error_ = ERROR::ADDRESS;
return false;
}
if(!write_(first)) {
stop_();
error_ = ERROR::SEND_DATA;
return false;
}
if(!write_(second)) {
stop_();
error_ = ERROR::SEND_DATA;
return false;
}
if(!write_(static_cast<const uint8_t*>(src), num)) {
stop_();
error_ = ERROR::SEND_DATA;
return false;
}
stop_();
return true;
}
};
}