VAXL/lib/i2c.c

/******************************************************************************
* Драйвер модуля I2C микроконтроллера STM8S003F
*
* Автор: Осипов Андрей
* Дата:  17 июля 2014
* URL:   http://hamlab.net/mcu/stm8/i2c.html
******************************************************************************/

#include "i2c.h"

/* Таймаут ожидания события I2C */
extern __IO uint8_t I2C_timeout;

/* Ожидание наступления события event в течении времени timeout в мс */
#define wait_event(event, timeout) I2C_timeout = timeout;\
                                   while(event && I2C_timeout);\
                                   if(!I2C_timeout) return I2C_TIMEOUT;
#define set_I2C_timeout_ms(time)  I2C_timeout = time

/**
 * @brief Инициализация I2C интерфейса
 */
void i2c_master_init(void) {
  uint16_t ccr;

  /* Настройка GPIO SDA SCL - HiZ, Open drain, Fast */
  GPIOB->DDR |= (GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5);
  GPIOB->ODR |= (GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5);
  GPIOB->CR2 |= (GPIO_PIN_4 | GPIO_PIN_5);

  //Частота тактирования периферии MHz
  I2C->FREQR = (uint8_t)(F_MASTER_MHZ);

  //Отключаем I2C
  I2C->CR1 &= (uint8_t)(~I2C_CR1_PE);

  //Выбираем режим
#ifdef I2C_FAST
  I2C->CCRH = I2C_CCRH_FS; // | I2C_CCRH_DUTY;
#else
  I2C->CCRH = 0;
#endif

  //CCR = Fmaster/2*Fiic = 16MHz/2*100kHz = 80
  ccr = (uint16_t)(F_MASTER_HZ / (2 * F_I2C_HZ));

  //Set Maximum Rise Time: 1000ns max in Standard Mode
  //= [1000ns/(1/InputClockFrequencyMHz.10e6)]+1
  //= InputClockFrequencyMHz+1
  I2C->TRISER = (uint8_t)(F_MASTER_MHZ + 1);
  I2C->CCRL = (uint8_t)ccr;
  I2C->CCRH |= (uint8_t)((uint8_t)(ccr >> 8) & I2C_CCRH_CCR);

  //Включаем I2C
  I2C->CR1 |= I2C_CR1_PE;

  //Разрешаем подтверждение в конце посылки
  I2C->CR2 |= I2C_CR2_ACK;
}

/**
 * @brief Send data to slave device.
 */
t_i2c_status i2c_wr_data(const uint8_t address, const uint8_t num_bytes_to_wr, uint8_t * data) {
  uint8_t adr = address << 1;
  uint8_t length = num_bytes_to_wr;

  //Ждем освобождения шины I2C
  wait_event((I2C->SR3 & I2C_SR3_BUSY), 10);
    
  //Генерация СТАРТ-посылки
  I2C->CR2 |= I2C_CR2_START;
  //Ждем установки бита SB
  wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_SB), 5);
  
  //Записываем в регистр данных адрес ведомого устройства
  I2C->DR = adr;
  //Ждем подтверждения передачи адреса
  wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_ADDR), 5);
  //Очистка бита ADDR чтением регистра SR3
  I2C->SR3;
  
  //Отправка данных
  while (length--) {
    //Ждем освобождения регистра данных
    wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_TXE), 5);
    //Отправляем адрес регистра
    I2C->DR = *data++;
  }
  
  //Ловим момент, когда DR освободился и данные попали в сдвиговый регистр
  wait_event(!((I2C->SR1 & I2C_SR1_TXE) && (I2C->SR1 & I2C_SR1_BTF)), 5);
  
  //Посылаем СТОП-посылку
  I2C->CR2 |= I2C_CR2_STOP;
  //Ждем выполнения условия СТОП
  wait_event((I2C->CR2 & I2C_CR2_STOP), 5);
  
  return I2C_SUCCESS;
}

/**
 * @brief Чтение регистра slave-устройства
 * @note Start -> Slave Addr -> Reg. addr -> Restart -> Slave Addr <- data ... -> Stop
 */
t_i2c_status i2c_rd_data(const uint8_t address, const uint8_t num_bytes_to_rd, uint8_t * data) {
  uint8_t addr = (address << 1) | 1;
  uint8_t length = num_bytes_to_rd;

  //Ждем освобождения шины I2C
  wait_event((I2C->SR3 & I2C_SR3_BUSY), 10);
    
  //Разрешаем подтверждение в конце посылки
  I2C->CR2 |= I2C_CR2_ACK;
  
  //Генерация СТАРТ-посылки
  I2C->CR2 |= I2C_CR2_START;
  //Ждем установки бита SB
  wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_SB), 2);
  
  //Записываем в регистр данных адрес ведомого устройства и переходим
  //в режим чтения (установкой младшего бита в 1)
  I2C->DR = addr;
  
  //Дальше алгоритм зависит от количества принимаемых байт
  //N=1
  if(length == 1){
    //Запрещаем подтверждение в конце посылки
    I2C->CR2 &= ~I2C_CR2_ACK;
    //Ждем подтверждения передачи адреса
    wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_ADDR), 2);
    
    //Заплатка из Errata
    disableInterrupts();
    //Очистка бита ADDR чтением регистра SR3
    I2C->SR3;
    
    //Устанавлием бит STOP
    I2C->CR2 |= I2C_CR2_STOP;
    //Заплатка из Errata
    enableInterrupts();
    
    //Ждем прихода данных в RD
    wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_RXNE), 2);
    
    //Читаем принятый байт
    *data = I2C->DR;
  } 
  //N=2
  else if (length == 2) {
    //Бит который разрешает NACK на следующем принятом байте
    I2C->CR2 |= I2C_CR2_POS;
    //Ждем подтверждения передачи адреса
    wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_ADDR), 2);
    //Заплатка из Errata
    disableInterrupts();
    //Очистка бита ADDR чтением регистра SR3
    I2C->SR3;
    //Запрещаем подтверждение в конце посылки
    I2C->CR2 &= ~I2C_CR2_ACK;
    //Заплатка из Errata
    enableInterrupts();
    //Ждем момента, когда первый байт окажется в DR,
    //а второй в сдвиговом регистре
    wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_BTF), 2);
    
    //Заплатка из Errata
    disableInterrupts();
    //Устанавлием бит STOP
    I2C->CR2 |= I2C_CR2_STOP;
    //Читаем принятые байты
    *data++ = I2C->DR;
    //Заплатка из Errata
    enableInterrupts();
    *data = I2C->DR;
  } 
  //N>2
  else if (length > 2) {
    //Ждем подтверждения передачи адреса
    wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_ADDR), 2);
    
    //Заплатка из Errata
    disableInterrupts();
    
    //Очистка бита ADDR чтением регистра SR3
    I2C->SR3;
    
    //Заплатка из Errata
    enableInterrupts();
    
    while (length-- > 3 && I2C_timeout) {
      //Ожидаем появления данных в DR и сдвиговом регистре
      wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_BTF), 2);
      //Читаем принятый байт из DR
      *data++ = I2C->DR;
    }
    //Время таймаута вышло
    if (!I2C_timeout) return I2C_TIMEOUT;
    
    //Осталось принять 3 последних байта
    //Ждем, когда в DR окажется N-2 байт, а в сдвиговом регистре
    //окажется N-1 байт
    wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_BTF), 2);
    //Запрещаем подтверждение в конце посылки
    I2C->CR2 &= ~I2C_CR2_ACK;
    //Заплатка из Errata
    disableInterrupts();
    //Читаем N-2 байт из RD, тем самым позволяя принять в сдвиговый
    //регистр байт N, но теперь в конце приема отправится посылка NACK
    *data++ = I2C->DR;
    //Посылка STOP
    I2C->CR2 |= I2C_CR2_STOP;
    //Читаем N-1 байт
    *data++ = I2C->DR;
    //Заплатка из Errata
    enableInterrupts();
    //Ждем, когда N-й байт попадет в DR из сдвигового регистра
    wait_event(!(I2C->SR1 & I2C_SR1_RXNE), 2);
    //Читаем N байт
    *data++ = I2C->DR;
  }
  
  //Ждем отправки СТОП посылки
  wait_event((I2C->CR2 & I2C_CR2_STOP), 2);
  //Сбрасывает бит POS, если вдруг он был установлен
  I2C->CR2 &= ~I2C_CR2_POS;

  return I2C_SUCCESS;
}