Ｉ２Ｃの実験（１／６）

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• Ｉ^２Ｃバスの接続
• 通信実験１：Arduino(マスター)-PIC(スレーブ)[１バイトの送受信]
• 通信実験２：PIC(マスター)-Arduino(スレーブ)[１バイトの送受信]
• 通信実験３：複数バイトの送受信
• リピート スタート コンディションの話
• 一斉に同報送信の話
• 実験の風景
• PICでのマルチマスターの通信　*3)
• ArduinoでソフトI2C通信　*4)
• PCA9547D-I2Cマルチプレクサー(I2Cバス切換器)　*5)

《Ｉ^２Ｃバスの接続》

《通信実験１：Arduino(マスター)-PIC(スレーブ)》

Ａｒｄｕｉｎｏ(マスター)での操作

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#include <Wire.h>

// 電源起動時とリセットの時だけのみ処理する関数
void setup()
{
     Serial.begin(9600) ;               // シリアル通信の初期化
     Wire.begin() ;                     // Ｉ２Ｃの初期化、マスターとする
     delay(5000) ;                      // ５秒後に開始
}
// 繰り返し実行されるメインの処理関数
void loop()
{
     int ans , i , j ;
     char c ;

     for (i=0x30 ; i<=0x39 ; i++) {
          Wire.beginTransmission(8) ;   // 通信の開始処理、スレーブのアドレスは８とする
          Wire.write((byte)i) ;         // 通信データを準備する('0'〜'9')
          ans = Wire.endTransmission() ;// データの送信と終了処理
          delay(100) ;                  // スレーブがデータを準備するまで待つ
          ans = Wire.requestFrom(8,1) ; // スレーブにデータ送信要求をだし、１バイト受信する
          for (j=0 ; j<ans ; j++) {  // 受信したデータの個数(今回はans=1)だけ繰り返す
               c = Wire.read()  ;       // １バイトデータを読み取る('A'〜'I')
               Serial.print(c) ;        // ＩＤＥにシリアル通信で表示する
          }
          delay(1000) ;                 // １秒ウエイト
     }
}
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ＰＩＣ(スレーブ)での操作

以下がレジスタ設定の例です。
     SSP1STAT= 0b10000000 ;   // 標準速度モードに設定する(100kHz)
     SSP1CON1= 0b00100110 ;   // SDA/SCLピンはI2Cで使用し、スレーブモードとする
     SSP1CON2bits.SEN = 1 ;   // SCL制御(クロックストレッチ)を行う
     SSP1ADD = 8 << 1     ;   // マイアドレス(8)の設定
     SSP1MSK = 0b11111110 ;   // アドレス比較用マスクデータ
     SSP1IE = 1 ;             // SSP(I2C)割り込みを許可する
     BCL1IE = 1 ;             // MSSP(I2C)バス衝突割り込みを許可する
     PEIE   = 1 ;             // 周辺装置割り込みを許可する
     GIE    = 1 ;             // 全割り込み処理を許可する 
     SSP1IF = 0 ;             // SSP(I2C)割り込みフラグをクリアする
     BCL1IF = 0 ;             // MSSP(I2C)バス衝突割り込みフラグをクリアする

下記はSSP(I2C)割込み発生時のサンプルプルグラム例です。
---------------------------------------------------------------------
void interrupt InterI2C( void )
{
     char x ;

     if (SSP1IF == 1) {  // Ｉ２Ｃ割込み発生
          if (SSP1STAT.R/W == 0) {
               /******* マスターからの書き込み要求(スレーブは受信)時の処理 *******/
               if (SSP1STAT.D/A == 0) {
                    // 受信バイトはアドレス時の処理
                    Rdtp = (char *)rcv_data ;
                    x = SSP1BUF ;       // アドレスデータを空読みする
               } else {
                    // 受信バイトはデータ時の処理
                    *Rdtp = SSP1BUF ;   // データを読込む(ACKはPICが自動的に返す)
                    Rdtp++ ;
               }
               SSP1IF = 0 ;             // 割込みフラグクリア
               SSP1CON1.CKP = 1 ;       // SCLラインを開放する(通信の再開)
          } else {
               /******* マスターからの読み出し要求(スレーブは送信)時の処理 *******/
               if (SSP1STAT.BF == 1) {
                    // アドレス受信後の割り込みと判断する
                    Sdtp = (char *)snd_data ;
                    x = SSP1BUF ;                 // アドレスデータを空読みする
                    while((SSP1CON1.CKP)|(SSP1STAT.BF)) ;
                    SSP1BUF = *Sdtp ;             // 送信データのセット(1回目のデータ)
                    Sdtp++ ;
                    SSP1IF = 0 ;                  // 割込みフラグクリア
                    SSP1CON1.CKP = 1 ;            // SCLラインを開放する(通信の再開)
               } else {
                    // データの送信後のACK受け取りによる割り込みと判断する
                    if (SSP1CON2.ACKSTAT==0) {
                         // マスターからACK応答なら次のデータを送信する
                         while((SSP1CON1.CKP)|(SSP1STAT.BF)) ;
                         SSP1BUF = *Sdtp ;        // 送信データのセット(2回目以降のデータ)
                         Sdtp++ ;
                         SSP1IF = 0 ;             // 割込みフラグクリア
                         SSP1CON1.CKP = 1 ;       // SCLラインを開放する(通信の再開)
                    } else {
                         // マスターからはNOACKで応答された時(送信終了)
                         SSP1IF = 0 ;             // 割込みフラグクリア
                    }
               }
          }
     }
}
---------------------------------------------------------------------

現在の設定で８バイトまでの複数データ送受信が可能ですが、変更する場合は下記の部分を変更して下さい。
#define SND_DATA_LEN 8                  // 送信データバッファのサイズ
#define RCV_DATA_LEN 8                  // 受信データバッファのサイズ

skI2Cslave.cのライブラリを使ったサンプル例です。
本ライブラリを使う事により下記の如くシンプルに送受信が可能です。
データ送信はsnd_data[]の配列変数にデータをセットすればマスターからの要求で自動的に送信されます。

void main()
{
     int ans ;

     OSCCON  = 0b01110010 ;   // 内部クロックは8ＭＨｚとする
     ANSELA  = 0b00000000 ;   // アナログ使用しない(すべてデジタルI/Oに割当てる)
     TRISA   = 0b00001110 ;   // ピンはRA1(SCL)/RA2(SDA)のみ入力(RA3は入力専用)
     PORTA   = 0b00000000 ;   // 出力ピンの初期化(全てLOWにする)

     InitI2C_Slave(8) ;       // スレーブモードでの初期化、マイアドレスは8とする

     while(1) {
          ans = I2C_ReceiveCheck() ;              // 受信状態のチェック
          if (ans != 0) {
               MonitorPutc(rcv_data[0]) ;         // モニターに表示する
               snd_data[0] = rcv_data[0] + 0x11 ; // 送信データをセットする
          }
     }
}

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記事変更(*6) 2020/04/08
追記(*5) 2016/01/17
追記(*4) 2015/05/02
追記(*3) 2014/11/01
追記(*2) 2014/05/19
追記(*1) 2012/09/14

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