FLASH-I2C адаптер для LCD 1601/1602/2004 - Datasheet

I2C - flash адаптер для LCD дисплеев 1602/2004.

Назначение:

I2C-flash адаптер для LCD дисплеев 1601/1602/2004 - является преобразователем интерфейсов который обеспечивает обмен данными между двумя шинами: параллельной шиной LCD и шиной I2C. Наличие связи между этими шинами позволяет работать с LCD дисплеем по шине I2C.

• К одной шине LCD можно подключить один LCD дисплей 1601, 1602 или 2004.
• К одной шине I2C можно подключить более 100 адаптеров. Адрес адаптера на шине I2C (по умолчанию 0x27) назначается программно и хранится в его энергонезависимой памяти.
  

Описание:

Адаптер построен на базе микроконтроллера STM32F030F4, снабжен собственным стабилизатором напряжения, резистором настройки контрастности дисплея и переключателем режима работы: «ON» и «ADR».

• Если переключатель установлен в положение «ON», то адаптер находится в основном режиме работы, при котором осуществляется обмен данными между шинами LCD и I2C, что позволяет работать с LCD дисплеем по шине I2C. Работа с LCD дисплеем выполняется так же, как и при использовании конвертера на базе чипа PCF8574, что делает адаптер полностью совместимым с библиотеками разработанными для I2C LCD дисплеев 1601, 1602 и 2004.
• Если переключатель установлен в положение «ADR», то адаптер работает в режиме адресного доступа к своим регистрам, что позволяет управлять настройками адаптера. В этом режиме нельзя работать с LCD дисплеем, на его экране будет отображаться информация о текущем адресе адаптера на шине I2C и о установленной яркости подсветки дисплея в %. Доступ к регистрам адаптера осуществляется по шине I2C.

В режиме «ON», передача данных по шине I2C осуществляется без указания адреса регистра, как при работе с чипом PCF8574. Каждый бит отправленного байта управляет одним из выводов шины LCD. Каждый бит полученного байта информирует о состоянии соответствующего вывода шины LCD.

В режиме «ADR», передача данных по шине I2C осуществляется с указанием адреса регистра. С помощью регистров, в данном режиме, можно выполнять следующие действия:

• Изменить адрес адаптера на шине I2C. При изменении адреса, можно указать, что новый адрес должен сохраниться в flash память модуля, а значит адрес сохранится и после отключения питания.
• Установить яркость свечения подсветки дисплея от 0 до 100%. Значение яркости автоматически сохраняется в flash память модуля, а значит яркость сохранится после отключения и включения питания.
• Включить / отключить внутреннюю подтяжку линий шины I2C (по умолчанию включена). Состояние подтяжки линий шины I2C автоматически сохраняется в flash память модуля, а значит состояние линий сохранится после отключения и включения питания.
• Узнать версию прошивки адаптера.

Выводы адаптера:

В верхней части платы расположена колодка шины LCD для подключения дисплея.

• GND - общий вывод питания.
• Vcc - вывод питания LCD дисплея 3,3 или 5 В (выбирается перемычками на плате).
• VO - (Voltage cOntrast) контрастность экрана.
• RS - (Register Select) линия выбора регистра команд / данных.
• RW - (Read/Write) линия выбора направления передачи.
• E - (Enable) линия тактирования по спаду.
• D0-D7 - (Data) линии данных (адаптер использует только D4-D7).
• A - (Anode) положительный вывод питания подсветки LCD дисплея.
• K - (Cathode) отрицательный вывод питания подсветки LCD дисплея.
  

По бокам платы расположены разъемы для подключения адаптера к шине I2C. Шина подключается к любому разъему I2C, а второй разъем можно использовать для подключения следующего адаптера, или других устройств.

• SCL - вход/выход линии тактирования шины I2C.
• SDA - вход/выход линии данных шины I2C.
• Vcc - вход питания 3,3 или 5 В.
• GND - общий вывод питания.

По центру платы расположены две перемычки выбора питания LCD дисплея.

• 5V - установка данной перемычки соединит вывод Vcc шины LCD с выводом Vcc шины I2C.
• 3V3 - установка данной перемычки подключит вывод Vcc шины LCD к стабилизатору +3,3 В.
• Не устанавливайте обе перемычки одновременно, это может повредить адаптер и дисплей.

Характеристики:

• Напряжение питания: 3,3 В или 5 В (постоянного тока).
• Потребляемый ток: до 6 мА.
• Интерфейс: I2C.
• Скорость шины I2C: 100 кбит/с.
• Адрес на шине I2C: устанавливается программно (по умолчанию 0x27).
• Уровень логической 1 на линиях шины I2C: 3,3 В (толерантны к 5 В).
• Рабочая температура: от -20 до +70 °С.
• Габариты: 41,91 х 17,15 мм (1650 x 675 mil).
• Вес: 6 г.

Установка адреса:

I2C-flash адаптер для LCD дисплеев 1601/1602/2004 относится к серии «Flash» модулей. Все модули данной серии позволяют назначать себе адрес для шины I2C, как временно (новый адрес действует пока есть питание), так и постоянно (новый адрес сохраняется в энергонезависимую память и действует даже после отключения питания). По умолчанию все модули серии «Flash» поставляются с адресом 0x09, но данный модуль имеет предустановленный адрес 0x27, для совместимости с конвертером на базе чипа PCF8574.

Допускается указывать адреса в диапазоне: 7 < адрес < 127.

Для установки адреса необходимо перевести переключатель выбора режима работы адаптера в положение «ADR», при этом на экране должен появиться текущий адрес адаптера на шине I2C и установленная яркость подсветки экрана в %.

Установка адреса (без сохранения):

Если в регистр 0x06 «ADDRESS» записать значение из 7 бит адреса и младшим битом «SAVE_FLASH» равным 0, то указанный адрес станет адресом модуля на шине I2C, но он не сохранится во FLASH памяти, а значит после отключения питания, установится прежний адрес модуля.

После записи на дисплее появятся два адреса: текущий адрес модуля (установленный без сохранения), а за ним постоянный адрес модуля (адрес хранимый в FLASH памяти).

Установка адреса (с сохранением):

Для установки адреса с его сохранением в FLASH память модуля необходимо выполнить два действия:

• Установить бит «SAVE_ADR_EN» в регистре 0x01 «BITS_0» (при этом адрес модуля останется прежним).
• Записать в регистр 0x06 «ADDRESS» значение из 7 бит адреса и младшим битом «SAVE_FLASH» равным 1.
• Если не выполнить первое действие (не установить бит «SAVE_ADR_EN»), то новый адрес будет проигнорирован и у модуля останется старый адрес.
• ВАЖНО: запись адреса занимает не менее 30 мс. После сохранения адреса бит «SAVE_ADR_EN» в регистре 0x01 «BITS_0» самостоятельно сбросится в 0.

После записи адреса в FLASH память, он отобразится на дисплее.

Установка яркости подсветки:

Для установки яркости подсветки необходимо перевести переключатель выбора режима работы адаптера в положение «ADR», при этом на экране должен появиться текущий адрес адаптера на шине I2C и установленная яркость подсветки экрана в %.

Яркость устанавливается записью значения (от 0 до 100) в регистр 0x10 «LIGHT», чем выше значение тем ярче подсветка. Регистр доступен как для записи, так и для чтения. Запись значения выше 100 приведёт к записи значения 100.

ВАЖНО: запись яркости подсветки занимает не менее 30 мс., т.к. значение регистра хранится в энергонезависимой памяти модуля.

После записи яркости подсветки в FLASH память, её значение отобразится на дисплее в %.

Регистры:

Карта регистров модуля:

адрес	7	6	5	4	3	2	1	0
НЕТ	PIN_D7	PIN_D6	PIN_D5	PIN_D4	PIN_K	PIN_E	PIN_RW	PIN_RS
0x00	FLG_RESET	FLG_SELF_TEST	-	FLG_GET_NAME	RAND_ADR	FLG_I2C_UP	RESERVED	RESERVED
0x01	SET_RESET	SET_SELF_TEST	-	SET_GET_NAME	BLOCK_ADR	SET_I2C_UP	SAVE_ADR_EN	RESERVED
0x02 0x03	RESERVED
0x04	MODEL[7-0]
0x05	VERSION[7-0]
0x06	ADDRESS[6-0]							SAVE_FLASH
0x07	CHIP_ID[7-0]
0x08 --- 0x0F	RESERVED
0x10	LIGHT[7-0]
0x11	SYMBOL[7-0]

Регистры с адресами 0x02, 0x03, 0x08 - 0x0F зарезервированы, их биты сброшены в 0. Попытка записи данных в эти регистры будет проигнорирована модулем.

Доступ к регистру без адреса «PCF8574» (указан на карте регистров до регистра с адресом 0x00) возможен только при нахождении переключателя режима работы адаптера в положении «ON» (режим работы с дисплеем).

Доступ к остальным регистрам (с адресами) возможен только при нахождении переключателя режима работы адаптера в положении «ADR» (режим адресного доступа к регистрам).

Регистр без адреса «PCF8574» - позволяет управлять выводами шины LCD:

Регистр для записи и чтения, доступен только в режиме работы адаптера «ON».

• PIN_D7 - Бит управляет выводом данных «D7» шины LCD.
• PIN_D6 - Бит управляет выводом данных «D6» шины LCD.
• PIN_D5 - Бит управляет выводом данных «D5» шины LCD.
• PIN_D4 - Бит управляет выводом данных «D4» шины LCD.
• PIN_K - Бит управляет подсветкой экрана (0-отключена, 1-включена).
• PIN_E - Бит управляет выводом тактирования «E» шины LCD.
• PIN_RW - Бит управляет выводом выбора направления передачи «RW» шины LCD.
• PIN_RS - Бит управляет выводом выбора регистра «RS» шины LCD.

Регистр имитирует работу чипа PCF8574. Если переключатель выбора режима работы адаптера находится в положении «ON», то передача данных по шине I2C осуществляется без указания адреса регистра и все получаемые/отправляемые по шине I2C байты будут адресованы данному регистру.

Каждый бит регистра позволяет управлять одним из выводов шины LCD, так как это реализовано в чипе PCF8574.

• При чтении регистра, каждый его бит соответствует логическому уровню, физически установленному (адаптером или дисплеем) на соответствующем выводе шины LCD.
• При записи в регистр, каждый сброшенный в «0» бит приводит к установке адаптером уровня логического «0» на соответствующем выводе шины LCD.
• При записи в регистр, каждый установленный в «1» бит приводит к переводу соответствующего вывода шины LCD со стороны адаптера в режим входа с подтяжкой до уровня 3,3 В.
  

Регистр 0x00 «FLAGS_0» - содержит флаги чтения состояния модуля:

Регистр только для чтения.

• FLG_RESET - Флаг указывает на факт выполнения успешной перезагрузки модуля. Флаг самостоятельно сбрасывается после чтения регистра 0x00 «FLAGS_0».
• FLG_SELF_TEST - Флаг указывает на результат выполнения самотестирования модуля (0-провал, 1-успех). Не поддерживается данным модулем.
• FLG_GET_NAME - Если флаг установлен, значит модуль поддерживает вывод своего названия установкой бита «SET_GET_NAME» в регистре 0x01 «BITS_0».
• RAND_ADR - Если флаг установлен, значит модуль поддерживает генерацию случайного адреса для шины I2C регистрами 0x64 «RANDOM_NUM», «RANDOM_ADR», «BUN_ADR».
• FLG_I2C_UP - Если флаг установлен, значит модуль позволяет управлять подтяжкой линий шины I2C при помощи бита «SET_I2C_UP» регистра 0x01 «BITS_0».

Регистр 0x01 «BITS_0» - содержит биты установки состояния модуля:

Регистр для записи и чтения.

• SET_RESET - Бит запускает программную перезагрузку модуля. О завершении перезагрузки свидетельствует установка флага «FLG_RESET» регистра 0x00 «FLAGS_0».
• SET_SELF_TEST - Бит запускает самотестирование модуля. При успешном завершении самотестирования устанавливается флаг «FLG_SELF_TEST » регистра 0x00 «FLAGS_0». Не поддерживается данным модулем.
• SET_GET_NAME - Бит указывает использовать регистр 0x04 «MODEL» для посимвольного вывода названия модуля. Бит сбрасывается автоматически через 300 мс после его установки. Если флаг «FLG_GET_NAME» регистра 0x00 «FLAGS_0» сброшен, значит модуль не поддерживает посимвольный вывод своего названия.
• BLOCK_ADR - Бит блокирует смену и сохранение адреса для шины I2C. Бит устанавливается автоматически при попытке записи данных в регистры предназначенные только для чтения. Это защищает чип от ненамеренной смены адреса шумами на шине I2C, бит используется в модулях версии 5 и выше. Версия модуля хранится в регистре 0x05 «VERSION».
• SET_I2C_UP - Бит управляет внутрисхемной подтяжкой линий шины I2C.Значение бита сохраняется в FLASH память модуля. Установка бита в «1» приведёт к подтяжке линий SDA и SCL до уровня 3,3 В. На линии I2C допускается устанавливать внешние подтягивающие резисторы и иные модули с подтяжкой до уровня 3,3 В или 5 В, вне зависимости от состояния текущего бита. Если флаг «FLG_I2C_UP» регистра 0x00 «FLAGS_0» сброшен, значит управление подтяжкой не поддерживается модулем.
• SAVE_ADR_EN - Бит разрешает записать новый адрес модуля для шины I2C в FLASH память. Бит самостоятельно сбрасывается после сохранения адреса во FLASH память. Запись адреса выполняется следующим образом: нужно установить бит «SAVE_ADR_EN», после чего записать новый адрес в регистр 0x06 «ADDRESS» с установленным битом «SAVE_FLASH».

Регистр 0x04 «MODEL» - содержит идентификатор типа модуля:

Регистр только для чтения.

• MODEL[7-0] - Для адаптера LCD дисплеев, I2C-flash - идентификатор равен 0x12.
• Если установлен флаг «FLG_GET_NAME» регистра 0x00 «FLAGS_0» значит модуль поддерживает посимвольный вывод своего названия.
• Установка бита «SET_GET_NAME» регистра 0x01 «BITS_0» включает режим посимвольного вывода названия модуля. При этом в регистре 0x04 «MODEL» появится первый символ названия модуля. В процессе чтения регистра 0x04 «MODEL» он будет возвращать очередной символ названия, вплоть до символа конца строки имеющего код 0x00. Далее цикл повторится.
• Сброс бита «SET_GET_NAME» регистра 0x01 «BITS_0» отключает режим посимвольного вывода названия модуля. Регистр 0x04 «MODEL» вновь будет содержать идентификатор.

Регистр 0x05 «VERSION» - содержит версию прошивки модуля:

Регистр только для чтения.

• VERSION[7-0] - Версия прошивки (от 0x01 до 0xFF).

Регистр 0x06 «ADDRESS» - отвечает за чтение/установку адреса модуля на шине I2C:

Регистр для чтения и записи.

• ADDRESS[6-0] - 7 бит адреса модуля на шине I2C. При чтении возвращается текущий адрес модуля, при записи устанавливается указанный адрес модулю. Допускается указывать адреса в диапазоне: 7 < адрес < 127.
• SAVE_FLASH - Флаг записи адреса в FLASH память модуля.
  Флаг имеет значение только при записи данных в регистр.
  Если флаг сброшен, то адрес в битах ADDRESS[6-0] будет установлен временно (до отключения питания, или сброса/записи нового адреса). Если флаг установлен, то адрес в битах ADDRESS[6-0] будет сохранён в FLASH память модуля (останется и после отключения питания), но только если в бите «SAVE_ADR_EN» регистра 0x01 «BITS_0» установлена логическая 1. Если флаг «SAVE_FLASH» установлен, а бит «SAVE_ADR_EN» сброшен, то адрес в битах ADDRESS[6-0] не будет установлен ни временно, ни постоянно.

Регистр 0x07 «CHIP_ID» - содержит идентификатор общий для всех модулей серии «Flash»:

Регистр только для чтения.

У всех модулей серии «Flash» в регистре «CHIP_ID» содержится значение 0x3C. Если требуется отличить модули серии «Flash» на шине I2C от сторонних модулей, то достаточно прочитать значение регистров 0x06 «ADDRESS» и 0x07 «CHIP_ID» всех модулей на шине I2C. Если 7 старших битов регистра 0x06 «ADDRESS» хранят адрес совпадающий с адресом модуля, а в регистре 0x07 «CHIP_ID» хранится значение 0x3C, то можно с большой долей вероятности утверждать, что данный модуль является модулем серии «Flash».

Регистр 0x10 «LIGHT» - содержит значение яркости подсветки LCD дисплея:

Регистр для чтения и записи.

• LIGHT[7-0] - Значение яркости подсветки дисплея в процентах от 0 (выключена) до 100 (максимальная). Значение по умолчанию 100.

Регистр 0x11 «SYMBOL» - служит защитой в режиме «ADR»:

Регистр для чтения и записи.

• SYMBOL[7-0] - Значение не влияющее на работу адаптера. Если переключатель выбора режима работы адаптера (случайно) находится в положении «ADR» (режим адресного доступа к регистрам), а по шине I2C (случайно) был отправлен пакет данных (текста) для вывода на дисплей, то коды всех полученных символов, или команды дисплея, будут попадать в данный регистр. Каждый новый байт будет заменять предыдущее значение, без перехода в следующий регистр.

Важно: Есть малая доля вероятности что при инициализации или выводе текста на дисплей, в режиме «ADR», часть данных может попасть в регистры 0x01 «BITS_0», 0x06 «ADDRESS», 0x10 «LIGHT».

Регистры 100+:

У младших версий модулей линейки «FLASH-I2C» нет блока регистров «100+», так же этого блока нет у модулей линейки «Metro», о его наличии свидетельствует установленный флаг «RAND_ADR» в регистре 0x00 «FLAGS_0».

Блок регистров «100+» с адресами от 0x64 (100)₁₀ до 0x75 (117)₁₀ не участвует в работе модуля, он предназначен только для обнаружения модулей с одинаковыми адресами и назначения этим модулям разных адресов, не отключая их от шины I2C.

Карта регистров 100+:

адрес	7	6	5	4	3	2	1	0
0x64 0x66	RANDOM_NUM[7-0] RANDOM_NUM[15-8]
0x66	RANDOM_ADR[7-0]
0x67	BUN_ADR_0F	BUN_ADR_0E	BUN_ADR_0D	BUN_ADR_0C	BUN_ADR_0B	BUN_ADR_0A	BUN_ADR_09	BUN_ADR_08
0x68	BUN_ADR_17	BUN_ADR_16	BUN_ADR_15	BUN_ADR_14	BUN_ADR_13	BUN_ADR_12	BUN_ADR_11	BUN_ADR_10
0x69	BUN_ADR_1F	BUN_ADR_1E	BUN_ADR_1D	BUN_ADR_1C	BUN_ADR_1B	BUN_ADR_1A	BUN_ADR_19	BUN_ADR_18
0x6A	BUN_ADR_27	BUN_ADR_26	BUN_ADR_25	BUN_ADR_24	BUN_ADR_23	BUN_ADR_22	BUN_ADR_21	BUN_ADR_20
0x6B	BUN_ADR_2F	BUN_ADR_2E	BUN_ADR_2D	BUN_ADR_2C	BUN_ADR_2B	BUN_ADR_2A	BUN_ADR_29	BUN_ADR_28
0x6C	BUN_ADR_37	BUN_ADR_36	BUN_ADR_35	BUN_ADR_34	BUN_ADR_33	BUN_ADR_32	BUN_ADR_31	BUN_ADR_30
0x6D	BUN_ADR_3F	BUN_ADR_3E	BUN_ADR_3D	BUN_ADR_3C	BUN_ADR_3B	BUN_ADR_3A	BUN_ADR_39	BUN_ADR_38
0x6E	BUN_ADR_47	BUN_ADR_46	BUN_ADR_45	BUN_ADR_44	BUN_ADR_43	BUN_ADR_42	BUN_ADR_41	BUN_ADR_40
0x6F	BUN_ADR_4F	BUN_ADR_4E	BUN_ADR_4D	BUN_ADR_4C	BUN_ADR_4B	BUN_ADR_4A	BUN_ADR_49	BUN_ADR_48
0x70	BUN_ADR_57	BUN_ADR_56	BUN_ADR_55	BUN_ADR_54	BUN_ADR_53	BUN_ADR_52	BUN_ADR_51	BUN_ADR_50
0x71	BUN_ADR_5F	BUN_ADR_5E	BUN_ADR_5D	BUN_ADR_5C	BUN_ADR_5B	BUN_ADR_5A	BUN_ADR_59	BUN_ADR_58
0x72	BUN_ADR_67	BUN_ADR_66	BUN_ADR_65	BUN_ADR_64	BUN_ADR_63	BUN_ADR_62	BUN_ADR_61	BUN_ADR_60
0x73	BUN_ADR_6F	BUN_ADR_6E	BUN_ADR_6D	BUN_ADR_6C	BUN_ADR_6B	BUN_ADR_6A	BUN_ADR_69	BUN_ADR_68
0x74	BUN_ADR_77	BUN_ADR_76	BUN_ADR_75	BUN_ADR_74	BUN_ADR_73	BUN_ADR_72	BUN_ADR_71	BUN_ADR_70
0x75	BUN_ADR_7F	BUN_ADR_7E	BUN_ADR_7D	BUN_ADR_7C	BUN_ADR_7B	BUN_ADR_7A	BUN_ADR_79	BUN_ADR_78

Регистры 0x64-0x65 «RANDOM_NUM» - содержат случайное число:

Регистры только для чтения.

• RANDOM_NUM[15-0] - Содержит двухбайтное случайное число позволяющее определить наличие нескольких устройств с одинаковым адресом.
• Значение из регистров читается одним пакетом (младший и старший байт). После чтения старшего байта, модуль на 5мс перейдёт в режим «молчания». В этом режиме модуль будет отправлять NACK мастеру после получения номера регистра в любых запросах.
• Если прочитать регистры 0x64-0x65 «RANDOM_NUM» дважды, с промежутком между чтениями менее 5мс, то первый раз мы получим два байта случайного числа, а второй раз модуль откажет в чтении, так как отправит NACK. Но это только в том случае, если адрес модуля уникален.
• Если адрес принадлежит нескольким устройствам, то и отвечать на запрос чтения будут несколько устройств. При первом чтении регистров 0x64-0x65 «RANDOM_NUM», биты случайного числа у разных модулей не совпадут, в результате чего один модуль передаст оба байта случайного числа и перейдёт в режим «молчания», а другой модуль (или модули) зафиксирует потерю арбитража и не передаст старший байт, следовательно, и не перейдёт в режим «молчания». Значит при повторном чтении регистров, мы опять получим два байта случайного числа от того модуля который не перешёл в режим «молчания», что будет свидетельствовать о наличии нескольких устройств на одном адресе.

Регистр 0x66 «RANDOM_ADR» - случайный адрес:

Регистр для чтения и записи.

• RANDOM_ADR[7-0] - Позволяет задавать модулю случайный временный адрес, подтверждать временный адрес и получать информацию о состоянии временного адреса.
• Запись 0x0F - Назначить модулю случайный временный адрес на 50 мс.
  В регистре 0x06 «ADDRESS» останется значение постоянного адреса.
• Запись 0xF0 - Подтвердить назначенный временный адрес до отключения питания.
  В регистре 0x06 «ADDRESS» появится назначенный временный адрес.
• Чтение 0x55 - Назначен временный случайный адрес на 50 мс.
• Чтение 0xFF - Назначенный временный адрес подтверждён до отключения питания.
• Чтение 0x00 - Временный адрес не назначался или отменён по истечении 50 мс.
• Если на шине несколько устройств имеют одинаковый адрес, то запись значения 0x0F в регистр 0x66 «RANDOM_ADR» этих устройств, приведёт к тому, что каждый модуль сам себе назначит временный случайный адрес на 50 мс. За указанное время следует найти все новые временные адреса устройств и подтвердить их отправив в регистр 0x66 «RANDOM_ADR» значение 0xF0.
• Примечание: Случайный адрес модуль выбирает сам из диапазона от 0x08 до 0x7E включительно, кроме адресов запрещённых регистрами 0x67-0x75 «BUN_ADR».

Регистры 0x67-0x75 «BUN_ADR» - запрещают назначать адреса:

Регистры для чтения и записи.

• BUN_ADR_08 - Бит запрещает назначать адрес 0x08 регистром 0x66 «RANDOM_ADR».
• BUN_ADR_09 - Бит запрещает назначать адрес 0x09 регистром 0x66 «RANDOM_ADR».
• ...
• BUN_ADR_7D - Бит запрещает назначать адрес 0x7D регистром 0x66 «RANDOM_ADR».
• BUN_ADR_7E - Бит запрещает назначать адрес 0x7E регистром 0x66 «RANDOM_ADR».
• Если бит регистров 0x67-0x75 «BUN_ADR» установлен, то модуль не назначит себе случайный временный адрес соответствующий установленному биту.
• Если на шине есть несколько устройств с одинаковым адресом, то отправка команды 0x0F в регистр 0x66 «RANDOM_ADR» этих устройств, приведёт к тому, что каждый модуль сам себе назначит временный случайный адрес на 50 мс. Но вновь назначенный адрес может совпасть с адресом другого модуля на шине I2C, особенно если их много. По этому перед назначением случайного временного адреса рекомендуется записать в регистры 0x67-0x75 «BUN_ADR» все найденные на шине I2C уникальные адреса.

Доступ к данным регистров:

Каждый регистр модуля хранит 1 байт данных. Так как модуль использует интерфейс передачи данных I2C, то и доступ к данным охарактеризован им.

Обмен данными по шине I2C происходит по одному биту за один такт, после каждых переданных 8 бит (1 байта) принимающее устройство отвечает передающему одним битом: «ACK» в случае успешного приёма, или «NACK» в случае ошибки. Пакет приёма/передачи данных начинается сигналом «START» и завершается сигналом «STOP». Первый байт пакета всегда состоит из 7 бит адреса устройства и одного (младшего) бита R/W.

Сигналы интерфейса передачи данных I2C:

Для удобства восприятия сигналов они выполнены в следующих цветах:
• Зелёный - сигналы формируемые мастером.
• Красный - данные отправляемые мастером.
• Синий - данные отправляемые модулем.
• Фиолетовый - данные отправляемые мастером или модулем.

• «START» - отправляется мастером в начале пакета приема/передачи данных. Сигнал представляет переход уровня линии «SDA» из «1» в «0» при наличии «1» на линии «SCL».
• «STOP» - отправляется мастером в конце пакета приёма/передачи данных. Сигнал представляет переход уровня линии «SDA» из «0» в «1» при наличии «1» на линии «SCL».
• БИТ - значение бита считывается с линии «SDA» по фронту импульса на линии «SCL».
• «ACK» - бит равный 0, отправляется после успешного приёма байта данных.
• «NACK» - бит равный 1, отправляется после байта данных в случае ошибки.
• ПЕРВЫЙ БАЙТ - отправляется мастером, состоит из 7 бит адреса и бита «RW».
• «R/W» - младший бит первого байта данных указывает направление передачи данных пакета, 1 - прием (от модуля к мастеру), 0 - передача (от мастера в модуль).
• «RESTART» - повторный старт, отправляется мастером внутри пакета. Сигнал представляет из себя «START» отправленный не на свободной шине, а внутри пакета.

ВАЖНО: Все изменения на линии «SDA» должны происходить только при наличии «0» на линии «SCL» за исключением сигналов «START», «STOP» и «RESTART».

Запись данных в регистры (режим «ADR»):

• Отправляем сигнал «START».
• Отправляем первый байт: 7 бит адреса модуля и бит «R/W» равный 0 (запись).
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Отправляем второй байт: адрес регистра в который будет произведена запись.
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Отправляем третий байт: данные для записи в регистр.
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Далее можно отправить четвёртый байт данных для записи в следующий по порядку регистр и т.д.
• Отправляем сигнал «STOP».

Запись данных в регистр (режим «ON» - режим работы с дисплеем):

Запись данных в режиме «ON» (режим работы с дисплеем) отличается тем, что после байта с адресом модуля сразу отправляется байт данных для записи в регистр (без отправки байта адреса регистра). Все данные попадают в регистр без адреса «PCF8574».

Пример записи в один регистр (режим «ADR»):

Запись значения 0x2A в регистр 0x06 модуля с адресом 0x09:

                                 // Запись в регистр методами библиотеки Wire.h
Wire.beginTransmission(0x09);    // Инициируем передачу данных в устройство с адресом 0x09.
Wire.write(0x06);                // Записываем в буфер байт адреса регистра.
Wire.write(0x26);                // Записываем в буфер байт который будет записан в регистр.
Wire.endTransmission();          // Выполняем передачу адреса и байтов из буфера. Функция возвращает: 0-передача успешна / 1 - переполнен буфер для передачи / 2 - получен NACK при передаче адреса / 3 - получен NACK при передаче данных / 4 - другая ошибка.

Пример записи в несколько регистров подряд (режим «ADR»):

Запись в модуль с адресом 0x09 нескольких значений начиная с регистра 0x12:
В регистр 0x12 запишется значение 0x0F, в следующий по порядку регистр (0x13) запишется значение 0x30 и в следующий по порядку регистр (0x14) запишется значение 0xB1.

                                 // Запись в регистры методами библиотеки Wire.h
byte data[3] = {0x0F,0x30,0xB1}; // Определяем массив с данными для передачи.
Wire.beginTransmission(0x09);    // Инициируем передачу данных в устройство с адресом 0x09.
Wire.write(0x12);                // Записываем в буфер байт адреса первого регистра.
Wire.write(data, 3);             // Записываем в буфер 3 байта из массива data.
Wire.endTransmission();          // Выполняем передачу адреса и байт из буфера. Функция возвращает: 0-передача успешна / 1 - переполнен буфер для передачи / 2 - получен NACK при передаче адреса / 3 - получен NACK при передаче данных / 4 - другая ошибка.

Чтение данных из регистров (режим «ADR»):

• При чтении пакет делится на 2 части: запись № регистра и чтение его данных.
• Отправляем сигнал «START».
• Отправляем первый байт: 7 бит адреса модуля и бит «R/W» равный 0 (запись).
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Отправляем второй байт: адрес регистра из которого нужно прочитать данные.
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Отправляем сигнал «RESTART».
• Отправляем первый байт после «RESTART»: 7 бит адреса и бит «R/W» равный 1 (чтение).
  Получаем ответ от модуля в виде одного бита «ACK».
• Получаем байт данных из регистра модуля.
  Отвечаем битом «ACK» если хотим прочитать следующий регистр, иначе отвечаем «NACK».
• Отправляем сигнал «STOP».

Чтение данных из регистра (режим «ON» - режим работы с дисплеем):

Чтение данных в режиме «ON» (режим работы с дисплеем) отличается тем, что после отправки сигнала «START» не отправляется байт адреса модуля (с битом R/W=0), не отправляется байт адреса регистра и не отправляется сигнал «RESTART». Все данные читаются из регистра без адреса «PCF8574».

Пример чтения одного регистра (режим «ADR»):

Чтение из модуля с адресом 0x09 байта данных регистра 0x05:
(в примере модуль вернул значение 0x01).

                                 // Чтение регистра методами библиотеки Wire.h
byte data;                       // Объявляем переменную для чтения байта данных.
Wire.beginTransmission(0x09);    // Инициируем передачу данных в устройство с адресом 0x09.
Wire.write(0x05);                // Записываем в буфер байт адреса регистра.
Wire.endTransmission(false);     // Выполняем передачу без установки состояния STOP.
Wire.requestFrom(0x09, 1);       // Читаем 1 байт из устройства с адресом 0x09. Функция возвращает количество реально принятых байтов. Так как предыдущая функция не установила состояние STOP, то состояние START установленное данной функцией будет расценено как RESTART.
data=wire.read();                // Сохраняем прочитанный байт в переменную data.

Пример чтения нескольких регистров подряд (режим «ADR»):

Чтение из модуля с адресом 0x09 нескольких регистров начиная с регистра 0x05:
(в примере модуль вернул значения: 0x01 из рег. 0x05, 0x13 из рег. 0x06, 0xC3 из рег. 0x07).

                                 // Чтение регистров методами библиотеки Wire.h
byte data[3];                    // Объявляем массив для чтения данных.
Wire.beginTransmission(0x09);    // Инициируем передачу данных в устройство с адресом 0x09.
Wire.write(0x05);                // Записываем в буфер байт адреса регистра.
Wire.endTransmission(false);     // Выполняем передачу без установки состояния STOP.
Wire.requestFrom(0x09, 3);       // Читаем 3 байта из устройства с адресом 0x09. Функция возвращает количество реально принятых байтов. Так как предыдущая функция не установила состояние STOP, то состояние START установленное данной функцией будет расценено как RESTART.
int i=0;                         // Определяем счётчик номера прочитанного байта.
while( Wire.available() ){       // Выполняем цикл while пока есть что читать из буфера.
  if(i<3){                       // Лучше делать такую проверку, чтоб не записать данные за пределы массива data!
    data[i] = wire.read(); i++;  // Читаем очередной байт из буфера в массив data.
  }                              //
}                                //

Примечание:

• Если на линии I2C только один мастер, то сигнал «RESTART» можно заменить на сигналы «STOP» и «START».
• Рекомендуется не выполнять чтение или запись данных чаще 200 раз в секунду.

Обратите внимание на сигналы «RESTART» и «STOP» в пакетах чтения данных:
• Между фронтом и спадом сигнала «RESTART» проходит фронт импульса на линии «SCL», что расценивается как передача бита равного 1.
• Между сигналом «NACK» и сигналом «STOP» проходит фронт импульса на линии «SCL», что расценивается как передача бита равного 0.
• Эти биты не сохраняются в модулях и не расцениваются как ошибки.

Пример установки яркости подсветки экрана:

Следующий скетч демонстрирует пример установки 50% яркости подсветки экрана. До запуска скетча необходимо установить переключатель режима работы адаптера в положение «ADR» (режим адресного доступа к регистрам). После применения новой яркости, переключатель режима работы адаптера можно установить в положение «ON» (режим работы с дисплеем) и начать работу с дисплеем. Новое значение яркости сохранится и после отключения питания адаптера.

#include <Wire.h>                                // Подключаем библиотеку Wire для работы с шиной I2C.
const int ADDRESS     = 0x27;                    // Определяем адрес адаптера на шине I2C.
const int REG_LIGHT   = 0x10;                    // Определяем адрес регистра яркости подсветки.
      int VAL_LIGHT   = 50;                      // Определяем значение устанавливаемой яркости в %.
                                                 //
void setup(){                                    //
//  Инициируем работу c шиной I2C:               //
    Wire.setClock(100000L);                      // Устанавливаем скорость передачи данных по шине I2C.
    Wire.begin();                                // Инициируем работу c шиной I2C в качестве мастера.
//  Устанавливаем яркость:                       //
    Wire.beginTransmission(ADDRESS);             // Инициируем передачу данных по шине I2C к устройству с адресом ADDRESS и битом RW=0 (запись). При этом сама передача не начнётся.
    Wire.write(REG_LIGHT);                       // Функция write() помещает значение своего аргумента в буфер для передачи. В данном случае это номер регистра REG_LIGHT.
    Wire.write(VAL_LIGHT);                       // Функция write() помещает значение своего аргумента в буфер для передачи. В данном случае это значение яркости.
    Wire.endTransmission();                      // Выполняем инициированную ранее передачу данных.
}                                                //
                                                 //
void loop(){}                                    //

Если переключатель режима работы адаптера находится в положении «ON» (режим работы с дисплеем), то яркость подсветки можно задать отправив на дисплей строку вида \x0F-100%. Яркость указанная таким образом, не сохраняется в энергонезависимую память адаптера.

Габариты:

Адаптер имеет размеры 41,91 х 17,15 мм = 1650 x 675 mil:

Ссылки:

• I2C-flash адаптер для LCD дисплеев 1601/1602/2004.
• Wiki - I2C-flash адаптер для LCD дисплеев 1601/1602/2004.
• Wiki - Работа с символьными ЖК дисплеями 1601, 1602,2004.
• Библиотека LiquidCrystal_I2C_V112 для работы с I2C LCD дисплеями 1601/1602/2004.
• Wiki - Установка библиотек в Arduino IDE.