Работа с SPI в PIC, компилятор MCC18

Для начала подключаем библиотеку функций SPI:

#include "spi.h"

Функция OpenSPI. Инициализация SPI.
Прототип функции

void OpenSPI( unsigned char sync_mode, 
unsigned char bus_mode, 
unsigned char smp_phase);

Аргументы:
sync_mode (Определяет режим работы и частоту)

SPI_FOSC_4        SPI Master mode, clock = Fosc/4
SPI_FOSC_16       SPI Master mode, clock = Fosc/16
SPI_FOSC_64       SPI Master mode, clock = Fosc/64
SPI_FOSC_TMR2     SPI Master mode, clock = TMR2 output/2
SLV_SSON          SPI Slave mode, /SS pin control enabled
SLV_SSOFF         SPI Slave mode, /SS pin control disabled

bus_mode (установка битов CKE и CKP)
Может принимать следующие значения

MODE_00       //0b00000000  
//CKE           0x40    // SSPSTAT register 
//CKP           0x00    // SSPCON1 register 
MODE_01       //0b00000001  
//CKE           0x00    // SSPSTAT register 
//CKP           0x00    // SSPCON1 register
MODE_10       //0b00000010  
//CKE           0x40    // SSPSTAT register
//CKP           0x10    // SSPCON1 register
MODE_11       //0b00000011  
//CKE           0x00    // SSPSTAT register
//CKP           0x10    // SSPCON1 register

CKE – определяет, на каком шаге происходит изменение данных на выходе:
если CKP = 0, то
1 – данные передаются по переднему фронту сигнала на выводе SCK;
0 – данные передаются по заднему фронту сигнала на выводе SCK.
если CKP = 1, то
1 – данный передаются по заднему фронту сигнала на выводе SCK;
0 – данные передаются по переднему фронту сигнала на выводе SCK.

CKP – выбор полярности импульса синхронизации:
1 – пассивный высокий уровень сигнала;
0 – пассивный низкий уровень сигнала.

smp_phase (Определяет режим захвата входных данных)
SMPEND – опрос входа в конце периода вывода данных;
SMPMID – опрос входа в середине периода вывода данных.

Пример использования:

OpenSPI(SPI_FOSC_16, MODE_00, SMPEND);

Функция CloseSPI. Отключает модуль SSPx.
Прототип

void CloseSPI( void );

Функция DataRdySPI. Эта функция определяет есть ли новое значение в регистре SSPBUFx.
Прототип

unsigned char DataRdySPI( void );

Пример использования

while (!DataRdySPI());

Функция ReadSPI. Читает байт из модуля SPIx.
Прототип

unsigned char ReadSPI( void );

Пример использования

char x;
x = ReadSPI();

Функция WriteSPI. Записывает байт в модуль SPIx.
Прототип

unsigned char WriteSPI( unsigned char data_out );

Возвращаемые значения:
0 – нет ошибок;
-1 – была ошибка.

Пример использования

WriteSPI(‘a’);

Функция putsSPI. Передаёт строку в модуль SPIx.
Прототип. Строка заканчивается нулевым символом (который при этом не передаётся).

void putsSPI( unsigned char *wrptr );

Пример использования

unsigned char wrptr[] = “Hello!”;
putsSPI(wrptr);

Функция getsSPI. Читает строку из модуля SPIx.
Прототип (в параметрах указатель на строку и длина строки)

void getsSPI( unsigned char *rdptr, unsigned char length );

Пример использования

unsigned char wrptr[10];
getsSPI(wrptr, 10);

Адреса первой строки 0×00-0×27. Второй 0×40-0×67. Видимая часть в первой строке 0×00-0x0F, во второй 0×40-0x4F.

Функция переводящая указатель на нужный адрес.

void LCD_Address(char DDRAM){
	StartI2C();
	WriteI2C(0x74);			// Адрес индикатора
	WriteI2C(0b00000000);		// Co=0, RS=0
	WriteI2C(0b00110100);		// DL=1, M=1, SL=0, H=0
	WriteI2C(0b10000000 | DDRAM);	// Установка адреса DDRAM 
	StopI2C();
}

Пример использования.

void main(void)
{
	LCD_init();			// Инициализация индикатора
 
	StartI2C();
	WriteI2C(0x74);			// Адрес индикатора
	WriteI2C(0b01000000);		// Co=0, RS=1
	WriteI2C('A'+128);		// 'A' 
	WriteI2C('B'+128);		// 'B'
	WriteI2C('C'+128);		// 'C'
	StopI2C();
 
	LCD_Address(0x40);		// Указатель на вторую строку
 
	StartI2C();
	WriteI2C(0x74);			// Адрес индикатора
	WriteI2C(0b01000000);		// Co=0, RS=1
	WriteI2C('1'+128);		// '1' 
	WriteI2C('2'+128);		// '2'
	WriteI2C('3'+128);		// '3'
	StopI2C();
 
	while(1);
}

Есть в Proteus такой интересный компонент PCA9554. Его удобно использовать когда нужно отладить работу I2C в микроконтроллере. Это такая микросхема с интерфейсом I2C и 8-битным портом ввода/вывода.

Вот его схема:

Выводы
A0-A2 задают адрес I2C
SCL, SDA – сам I2C
Vdd, Vss – питание и земля
IO0-IO7 – порт ввода/вывода
INT – прерывание. Появляется при изменении состояния в порту IO, если порт настроен на ввод

Регистры:
Command byte - передается сразу после адреса устройства. Указывает в какой регистр будет производиться чтение/запись. Может принимать следующие значения:
0 – Input Port register (чтение)
1 – Output Port register (чтение/запись)
2 – Polarity Inversion register (чтение/запись)
3 – Configuration register (чтение/запись)

Register 0 -Input Port register
Из этого регистра возможно только чтение. В нем содержится состояние порта IO, если он настроен на ввод.

Register 1 – Output Port register
Записанное в этот регистр значение выводится в порт IO, если он настроен на вывод.

Register 2 – Polarity Inversion register
Этот регистр позволяет инвертировать значение находящееся в регистре Input. Если бит этого регистра установлен в лог 1, то соответствующий бит регистра Input будет инвертирован. По умолчанию все биты регистра установлены в лог 0.

Register 3 – Configuration register
Этот регистр настраивает выводы порта на ввод или на вывод. Если бит этого регистра установлен в лог 1, то соответствующий вывод порта будет работать на ввод. Если бит регистра будет установлен в лог 0, то соответствующий вывод порта будет настроен на вывод. По умолчанию все биты этого регистра установлены в лог 1, то есть порт настроен на ввод.

Вывод прерывания
Устанавливается в лог 1, если изменилось значение на выводах порта и порт установлен на ввод. Возвращается в лог 0, если на выводах порта устанавливается предыдущее значение или если из регистра Input было прочитано значение.

Адрес устройства

Четыре бита заданы жестко. Биты A0-A2 устанавливаются подачей лог 0 или лог 1 на соответствующие выводы устройства.

Не забывайте, что перед записью значения в порт, его надо настроить на вывод.

Пример записи в порт:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26

// Состояние СТАРТ
I2C_START();
 
// Адрес устройства
I2C_ADDR(0b01001110);
 
// Command byte == 3, выбор конфигурационного регистра
I2C_WRITE(0x03);
 
// Настраиваю порт на вывод
I2C_WRITE(0x00);
 
// Состояние ПОВСТАРТ
I2C_START();
 
// Адрес устройства
I2C_ADDR(0b01001110);
 
// Command byte == 0, выбор регистра Output
I2C_WRITE(0x03);
 
// Записываю в порт число 0xA0
I2C_WRITE(0xA0);
 
// Состояние СТОП
I2C_STOP();

Bxx – Отправить байт данных в порт B микроконтроллера. Вместо «xx» байт данных в HEX.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
120
121
122
123
124
125
126
127
128
129
130
131
132
133
134
135
136
137
138
139
140
141
142
143
144
145
146
147
148
149
150
151
152
153
154
155
156
157
158
159

// Конвертер UART => I2C
// Микроконтроллёр ATmega8
// Частота 1 Мгц. 
// Автор KVorb. Версия программы 1.0
#include "ioavr.h"
 
// Счётчик принятых по UART байтов
// Буфер для команд 
char UART_count = 0;
unsigned char* UART_str = "123";
 
void USART_init()
{
  // Инифиализация UART
  // Битрейт 2400 бит в секунду, при частоте 1 МГц
  UCSRA = 0;                                
  UCSRB |= (1 << 7) | (1 << 4) | (1 << 3);  
  UCSRC |= (1 << 7);                        
  UCSRC |= (1 << 1) | (1 << 2);             
  UCSRC -= 128;                             
  UBRRH = 0;
  UBRRL = 25;                               
}
 
char CHAR_to_HEX( char a )
{
  // Функция конвертирует символ в hex число
 
  // число больше или равно 48
  // и меньше или равно 57 ('0'-'9' ASCII)
  // получаю число от 0x00 до 0x09
  if ( a >= 48 && a <= 57 ){
    a -= 48;
  }
 
  // число больше или равно 65
  // и меньше или равно 70 ('A'-'F' ASCII)
  // получаю число от 0x0A до 0x0F
  if ( a >= 65 && a <= 70 ){
    a -= 55;
  } 
 
  return a;
}
 
void TWI_START()
{
  // Состояние СТАРТ на линии I2C
  TWCR = (1 << 7) | (1 << 5) | (1 << 2);
  while ( !( TWCR & (1 << 7))){}
}
 
void TWI_ADDR(char temp)
{
  // Отправка адреса I2C
  // Адрес в переменной temp
  TWDR = temp;
  TWCR = (1 << 7) | (1 << 2);
  while ( !( TWCR & (1 << 7))){}
}
 
void TWI_DATA(char temp)
{
  // Отправка байта данных I2C
  // Данные в переменной temp
  TWDR = temp;
  TWCR = (1 << 7) | (1 << 2);
  while ( !( TWCR & (1 << 7))){}
}
 
void TWI_STOP()
{
  // Состояние СТОП на линии I2C
  TWCR = (1 << 7) | (1 << 2) | (1 << 4);
}
 
char STRING_to_HEX()
{
  // Функция конвертирует строку в число HEX
  char temp;
 
  // Получаю первую цифру числа
  // Умножаю её на 0х10, чтобы получить десятки
  // Получаю вторую цифру и прибавляю её к десяткам
  temp = CHAR_to_HEX(UART_str[1]);
  temp *= 0x10;
  temp += CHAR_to_HEX(UART_str[2]);
  return temp;
}
 
void main()
{
  // Порт B все пины на выход
  DDRB = 255;                     
 
  // Fscl=25КГц
  // Запускаю TWI
  TWBR = 12;			        
  TWCR = (1 << 2);                     
 
  // Инициализирую UART
  USART_init();        
 
  // Разрешаю прерывания
  SREG |= (1 << 7);                     
}
 
#pragma vector = USART_RXC_vect
__interrupt void Recieve()
{
  // Прерывание на приём по UART
 
  char t;
  char* status = " 00 ";
 
  // Копирую в буфер принятый байт
  // Увеличиваю счётчик принятых байтов
  UART_str[UART_count] = UDR;         
  UART_count++;                       
 
  // Если приняты все три байта, то выполняются функции обработки
  if(UART_count == 3)                 
  { 
    if(UART_str[0]=='S'){TWI_START();}                
    if(UART_str[0]=='A'){TWI_ADDR(STRING_to_HEX());}    
    if(UART_str[0]=='D'){TWI_DATA(STRING_to_HEX());}
    if(UART_str[0]=='P'){TWI_STOP();}
 
    if(UART_str[0]=='B'){PORTB = STRING_to_HEX();}
 
    // Вместо этого условия надо написать функцию
    // Конвертирующую число в строку
    // Сделаю в следующей версии :)
    switch (TWSR){ 
      case 0xF8: status = " F8 "; break;
      case 0x08: status = " 08 "; break;
      case 0x10: status = " 10 "; break;
      case 0x18: status = " 18 "; break;
      case 0x20: status = " 20 "; break;
      case 0x28: status = " 28 "; break;
      case 0x30: status = " 30 "; break;
      case 0x38: status = " 38 "; break;
      default: status = " 00 "; break;
    }
 
    // Отправляю по UART код статуса TWI    
    for (t=0; t<4; t++)
    {
 
      // Жду когда очистится буфер отправки по UART    
      // Отправляю статус
      while ( !( UCSRA & (1 << 5))){}   
      UDR = status[t];                
    }
 
    // Обнуляю счётчик принятых байтов
    UART_count=0;                     
  }
}

Схема термометра представлена на рис. 2. Управляет термометром микроконтроллёр ATtiny2313, настроенный на работу с тактовой частотой 1 МГц от внутреннего генератора. Прошивку можно скачать здесь

Для измерения температуры применён цифровой датчик LM75AD с интерфейсом I2C. В соответствии со спецификацией линии I2C микросхема LM75AD имеет семиразрядный адрес. Старшие четыре разряда адреса установлены жестко: 1001, три младших задаются на выводах A0, A1, A2, подачей на них логических 0 или 1.

В LM75AD входят регистр-указатель, код которого выбирает нужный регистр данных и четыре регистра данных. Код 0×00 выбирает двухбайтовый регистр температуры, который работает только на чтение, в нём хранится код текущей температуры. В табл. 1 приведено размещение данных в этом регистре. Если в температурном регистре бит D10 равен 0, то температура больше 0 и рассчитывается по формуле T=(Temp_data) x 0.125.

Для отображения температуры применён жидкокристаллический индикатор TIC5234. При передаче данных на индикатор первым передается самый старший бит, управляющий сегментом 49. Затем передается бит сегмента 48, и так далее, пока не передадутся все биты. После этого нужно защелкнуть регистр, установив LOAD в лог. 0. При этом выбранная конфигурация сегментов отобразится на индикаторе. Лог. 1 соответствует включенный сегмент, Лог. 0 – выключенное состояние.

Прибор питается от 9ти вольтовой батарейки «Крона». Для снижения напряжения применён стабилизатор L78L33 c напряжением на выходе 3.3 Вольта и максимальным током 100 мА.

Чертёж платы изображен на рис. 3. Также на плате расположен разъём для внутрисхемного программирования.

На рис. 4 фотография платы с установленными компонентами.

Схема состоит из делителя напряжения R1 и R2, одного триггера Шмитта от микросхемы 40106 и LED1 с ограничивающим ток резистором R3. Металлическая пластина подключена через провод к R1. R1 и R2 образуют делитель напряжения. R1 нужен чтобы защитить вход инвертора от пробоя статикой. Вы можете увеличить чувствительность детектора экспериментируя с более низкими значениями R1, например 1 Ком и меньшими по площади металлическими пластинами.

Значение резистора R3 рассчитывается таким образом, чтобы текущий через LED1 ток был ниже его номинального значения. Большинство обычных светодиодов расчитано на ток в 20 мА. Схема будет работать, если вы удалите LED1 и просто подключите резистор R3 к выводу PIN 2 микросхемы, а затем подключите порт ввода микроконтроллера к этому резистору. Не забывайте подключать подтягивающий резистор в микроконтроллёре.

С возвращением хорошей погоды, Вы, несомненно, будете отдыхать по вечерам  во дворе своего дома или в саду, но даже если вы ненаходитесь рядом с болотами или другими мелкими водоёмами очень вероятно, что комары постараются испортить Вам отдых.

Хотя в помещении можно легко избавиться от комаров, даже предотвратить их попадание в дом повесив москитные сетки на окна, чего нельзя сказать  о улице.

Принцип работы ултразвукового отпугивателя комаров заключается в следующем. Согласно некоторым публикациям, частота необходимая для отпугивания комаров равна 20-25 кГц, и находится в ультразвуковом диапазоне. Но по мнению других, она находится в районе 5-7 кГц, то есть в дипазоне который слышит человек.

Вместо покупки дорогих устройств, которые кроме того, обычно имеют фиксированную частоту, мы предлагаем собрать собственное устройство, которое к тому же является очень простым и дешевым для создания . Как показано на рисунке, в нём используется только одна микросхему CMOS типа 4047.  Это очень универсальная микросхема которая может быть соединена в очень многих режимах, в том числе в режиме мультивибратора или нестабильном использованом здесь. Рабочая частота задается значениями компонентов C1, R1, и P1; последний позволяет легко настроить частоту, с учетом неопределенности, которая существует в отношении наиболее эффективной частоты… Для наилучшего воспроизведения высоких частот используется высокочастотный излучатель.

С помощью 5-вольтового напряжение питания от USB интерфейса на ПК, все эти периферийные устройства могут легко включатся и выключатся вместе с компьютером. Этот принцип также может быть использован на другие приборы, которые имеют интерфейс USB (например, современные телевизоры и радиоприемники).

Чтобы собрать «USB-standby-killer» потребуется всего 5 компонентов. USB обеспечивает выходное напряжение для активации опто-драйвера тиристора (MOC3043), с встроенным детектором перехода через 0. Он, в свою очередь, управляет тиристором типа BT126.

Схема расчитана на переключение нагрузки с суммарной мощностью до 150 Вт и защищена предохранителем на 1 Ампер.  Однако схема может обрабатывать гораздо большие нагрузки. В этом случае, и/или при использовании очень индуктивной нагрузки, нужен snubber тиристор.  Предохранитель также должен быть заменен в зависимости от нагрузки. Схема может быть легко встроена в сеть несколькими способами. Убедитесь, что у вас есть хорошая изоляция между USB и сетевой частью.