КОРЗИНА
магазина
8 (499) 500-14-56 | ПН. - ПТ. 12:00-18:00
ЛЕСНОРЯДСКИЙ ПЕРЕУЛОК, 18С2, БЦ "ДМ-ПРЕСС"

Энкодер, потенциометр, FLASH-I2C - Datasheet

ГЛАВНАЯ / КАтегории / Энкодер, потенциометр, FLASH-I2C - Datasheet

Трема модуль - Энкодер, потенциометр, I2C-flash.

Техническое описание: Данная страница содержит подробное техническое описание Trema модуля - энкодер, потенциометр, I2C-flash и раскрывает работу с модулем через его регистры.

Ознакомиться с пользовательским описанием модуля и примерами работы с библиотекой iarduino_I2C_Encoder можно на странице Wiki - Энкодер, потенциометр, I2C-flash (Trema-модуль).

Назначение:

Trema модуль - Энкодер, потенциометр, I2C-flash - является устройством ввода данных с подключением по шине I2С. У модуля есть программируемый выход, значительно расширяющий его возможности.

Управление модулем осуществляется по шине I2C. К одной шине I2C можно подключить более 100 модулей. Адрес модуля на шине I2C (по умолчанию 0x09) назначается программно и хранится в его энергонезависимой памяти.

Модуль можно использовать в любых проектах где требуется тактовая кнопка, потенциометр или энкодер, а так же в тех проектах где требуется диммирование устройств без участия других микроконтроллеров.

Описание:

Модуль построен на базе микроконтроллера STM32F030F4 и снабжен собственным стабилизатором напряжения. Модуль считывает состояние энкодера (и его тактовой кнопки), сохраняя данные в своих регистрах. Доступ к регистрам модуля осуществляется по шине I2C. Отличием данного модуля является наличие вывода, который можно запрограммировать для работы в качестве выхода без дальнейшего подключения модуля к шине I2C (без подключения к внешнему микроконтроллеру). Вывод модуля может работать как выход кнопки энкодера, как выход кнопочного переключателя (триггер), как выход с ШИМ (для управления моторами), как выход с логарифмическим ШИМ (для управления светодиодами), как выход управления сервоприводами и как аналоговый выход (имитация ЦАП) с напряжением от 0 до 3,3 В. Режим работы выхода сохраняется и после отключения питания. Значит вывод можно однократно запрограммировать и использовать модуль в проектах без подключения к шине I2C.

С помощью регистров модуля можно выполнять следующие действия:

  • Изменить адрес данного модуля 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.
  • Узнать количество тактов поворота энкодера совершённые в одну и другую сторону с момента последнего чтения данной информации (полный оборот энкодера состоит из 20 тактов).
  • Получить значение счётчика определяющее текущее положение энкодера. Каждый такт поворота энкодера приращает или уменьшает значение счётчика (зависит от направления поворота энкодера), пока не будет достигнуто заданное количество полных оборотов. Наличие данного счётчика позволяет работать с модулем как с потенциометром.
  • Сбросить счётчик текущего положения энкодера в 0.
  • Задать количество полных оборотов энкодера для счетчика положения. По достижении указанного количества полных оборотов, значение счётчика перестаёт изменяться, пока энкодер не начнут поворачивать в противоположную сторону.
  • Задать режим работы счётчика положения энкодера, со знаком или без. Счетчик может вести счёт от 0 до максимального количества полных оборотов, или от 0 до ± максимального количества полных оборотов (зависит от направления поворота энкодера).
  • Определить: события кнопки энкодера - нажимается / отпускается, состояния кнопки энкодера - нажата / отпущена, факт смены состояния кнопки и удержания кнопки дольше 0.5, 1 и 2 секунд, прочитать бит-триггер который меняет свое состояние с каждым новым нажатием на кнопку.
  • Узнать время прошедшее с момента установки текущего состояния кнопки нажата / отпущена.
  • Запрограммировать вывод модуля на работу в качестве выхода кнопки энкодера, кнопочного переключателя (триггер), как выход с ШИМ, как выход управления сервоприводами, как аналоговый выход (имитация ЦАП), или отключить выход модуля. Заданный режим работы вывода модуля сохраняется и после отключения питания.
  • Задать количество полных оборотов энкодера за которое уровень ШИМ или ЦАП на выходе модуля будет изменяться от 0% до 100%. Заданное количество полных оборотов сохраняется и после отключения питания.
  • Задать частоту ШИМ от 1 до 12'000 Гц, частота сохраняется и после отключения питания.
  • Задать ограничения поворота энкодера, если он управляется выходом модуля.
  • Узнать текущую ширину импульсов управления сервоприводом.
  • Установить флаг инверсии направления поворота ручки энкодера.

Выводы модуля:

У модуля имеются две колодки выводов: разъём I2C (GND, Vcc, SDA, SCL) и разъём D/A (GND, Vcc, Signal).

  • 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.
  • Signal - программируемый выход модуля.

Вывод «Vcc» колодки «I2C» электрически соединён с выводом «Vcc» колодки «D/A», равно как и вывод «GND» колодки «I2C» соединён с выводом «GND» колодки «D/A». Это позволяет подать питание на колодку «I2C», а питание для устройства которым управляет модуль взять с колодки «D/A» (Digital/Analog).

Характеристики:

  • Напряжение питания: 3,3 В или 5 В (постоянного тока).
  • Потребляемый ток: до 15 мА (без нагрузки на программируемом выходе).
  • Интерфейс: I2C.
  • Скорость шины I2C: 100 кбит/с.
  • Адрес на шине I2C: устанавливается программно (по умолчанию 0x09).
  • Уровень логической 1 на линиях шины I2C: 3,3 В (толерантны к 5 В).
  • Уровень логической 1 на выходе Signal: 3,3 В.
  • Аналоговый уровень на выходе Signal: от 0 до 3,3 В.
  • Разрешение ШИМ: 8 бит.
  • Разрешение ЦАП: 8 бит (ШИМ + RC-фильтр).
  • Частота ШИМ: устанавливается программно от 1 до 12000 Гц (по умолчанию 1,5 кГц).
  • Рабочая температура: от -20 до +70 °С.
  • Габариты: 30 х 30 мм.
  • Вес: 12 г.

Установка адреса:

Trema модуль - Энкодер, потенциометр, I2C-flash 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.

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

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 или перезагрузки, установится прежний адрес модуля.

Установка адреса может быть заблокирована, если в регистре 0x01 «BITS_0» установлен бит «BLOCK_ADR». Этот бит по умолчанию сброшен, но он самостоятельно устанавливается при попытке записи данных в регистры предназначенные только для чтения. Бит «BLOCK_ADR» используется в модулях версии 5 и выше. Версия модуля хранится в регистре 0x05 «VERSION».

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. Бит «SAVE_ADR_EN» самостоятельно сбрасывается после сохранения адреса во FLASH память, а так же при обращении к любому регистру модуля (кроме записи в 0x01 «BITS_0» и 0x06 «ADDRESS»).

Установка адреса может быть заблокирована, если в регистре 0x01 «BITS_0» установлен бит «BLOCK_ADR». Этот бит по умолчанию сброшен, но он самостоятельно устанавливается при попытке записи данных в регистры предназначенные только для чтения. Бит «BLOCK_ADR» используется в модулях версии 5 и выше. Версия модуля хранится в регистре 0x05 «VERSION».

ВАЖНО: запись адреса занимает не менее 30 мс.

Регистры:

Карта регистров модуля:

адрес76543210
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
0x09		 FREQUENCY[7-0]
FREQUENCY[15-8]
0x0A
---
0x0F		 RESERVED
0x10 PUSHED RELEASED PRESSED TRIGGER HOLD_05 HOLD_10 HOLD_20 CHANGED
0x11 KEY_TIME[7-0]
0x12 PIN_MAX_TURN[3-0] PIN_MODE[3-0]
0x13 RES_SIGN_EN RES_RESET RES_MAX_TURN[5-0]
0x14 RES_COUNTER[7-0]
0x15 RES_SIGN RES_COUNTER[14-8]
0x16 ENC_COUNTER_LEFT[7-0]
0x17 ENC_COUNTER_RIGHT[7-0]
0x18 - - - - - - - ENC_INV_DIR
0x19 RESERVED
0x1A
0x1B		 SER_PULSE_MIN[7-0]
SER_PULSE_MIN[15-8]
0x1C
0x1D		 SER_PULSE_MAX[7-0]
SER_PULSE_MAX[15-8]
0x1E
0x1F		 SER_PULSE_NOW[7-0]
SER_PULSE_NOW[15-8]

Регистры с адресами 0x02, 0x03, 0x0A - 0x0F, 0x19 зарезервированы, их биты сброшены в 0. Попытка записи данных в эти регистры будет проигнорирована модулем.

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 модуля энкодер, потенциометр, I2C-flash - идентификатор равен 0x09.
  • 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».

Регистры 0x08-0x09 «FREQUENCY» - содержат частоту ШИМ:

Регистр только для записи.

Значение регистра сохраняется после отключения питания.

  • FREQUENCY[15-0] - Частота ШИМ в диапазоне от 1 до 12'000 Гц. Значение по умолчанию 0x05DC = 1500 Гц. Частота записанная в регистры «FREQUENCY[15-8]», «FREQUENCY[7-0]» применяется после записи старшего байта «FREQUENCY[15-8]».
    Если записать значение < 0x0001 то в регистрах появится 0x0001 и частота будет 1 Гц.
    Если записать значение > 0x2EE0 то в регистрах появится 0x2EE0 и частота будет 12 кГц.

Регистр 0x10 «REG_KEY» - содержит флаги состояний и событий кнопки энкодера:

Регистр только для чтения.

  • PUSHED - Флаг нажатия на кнопку. Устанавливается в момент нажатия на кнопку и остаётся установленным пока не будет прочитан. Флаг сбрасывается самостоятельно после чтении данного регистра.
  • RELEASED - Флаг отпускания кнопки. Устанавливается в момент отпускания кнопки и остаётся установленным пока не будет прочитан. Флаг сбрасывается самостоятельно после чтении данного регистра.
  • PRESSED - Флаг состояния кнопки. Установлен пока кнопка нажата и сброшен если она отпущена.
  • TRIGGER - Флаг триггер. Меняет своё состояние с каждым новым нажатием на кнопку (нажали - установился, нажали - сбросился, нажали - установился, ...).
  • HOLD_05 - Флаг удержания кнопки. Устанавливается если кнопка удерживается дольше 0,5 сек. и сбрасывается при отпускании кнопки.
  • HOLD_10 - Флаг удержания кнопки. Устанавливается если кнопка удерживается дольше 1 сек. и сбрасывается при отпускании кнопки.
  • HOLD_20 - Флаг удержания кнопки. Устанавливается если кнопка удерживается дольше 2 сек. и сбрасывается при отпускании кнопки.
  • CHANGED - Флаг смены состояния кнопки. Устанавливается в момент нажатия или отпускания кнопки и остаётся установленным пока не будет прочитан. Флаг сбрасывается самостоятельно после чтении данного регистра. ( CHANGED = PUSHED | RELEASED ).

Регистр 0x11 «KEY_TIME» - содержит время удержания/простоя кнопки:

Регистр только для чтения.

  • KEY_TIME[7-0] - Время удержания или простоя кнопки в десятых долях секунд от 0 (0 сек.) до 255 (25,5 сек.). Если флаг «PRESSED» регистра 0x10 «REG_KEY» установлен, значит значение KEY_TIME[7-0] хранит время удержания, иначе, время простоя. Если кнопка удерживается/простаивает дольше 25,5 секунд, то значение KEY_TIME[7-0] останавливается на 255.

Регистр 0x12 «PIN_SET» - содержит настройки выхода модуля:

Регистр для чтения и записи.

Значение регистра сохраняется после отключения питания.

  • PIN_MAX_TURN[3-0] - Значение от 1 до 15 определяет количество полных оборотов энкодера за которое ШИМ или АЦП, на выходе модуля, изменятся от 0 до 100%.
  • PIN_MODE[3-0] - Режим работы выхода модуля:
    • 0 - Вывод модуля отключён.
    • 1 - Вывод модуля работает как выход кнопки энкодера.
    • 2 - Вывод модуля работает как выход кнопочного переключателя (триггер).
    • 3 - Вывод модуля работает как выход с ШИМ.
    • 4 - Вывод модуля работает как выход с логарифмическим ШИМ (для светодиодов).
    • 5 - Вывод модуля работает как выход управления сервоприводами.
    • 7 - Вывод модуля работает как аналоговый выход (ЦАП).

Регистр 0x13 «RES_SET» - содержит настройки счётчика положения:

Регистр для чтения и записи.

  • Счётчик положения энкодера, это счётчик который приращает или уменьшает своё значение (зависит от направления поворота), на единицу с каждым тактом поворота энкодера. Один полный оборот энкодера состоит из 20 тактов. Значение счётчика положения доступно в регистрах 0x14-0x15 «RES_COUNTER», по его значению можно вычислить на сколько оборотов и градусов повернут энкодер.
  • RES_SIGN_EN - Бит разрешающий отрицательные значения счётчика положения энкодера. Если бит сброшен, то счётчик положения энкодера «RES_COUNTER» считает в пределах от 0 до значения «PIN_MAX_TURN» * 20. Если бит установлен, то счётчик считает в пределах от 0 до ± того же значения (зависит от направления поворота).
  • RES_RESET - Установка данного бита приведёт к сбросу счётчика положения энкодера в 0. Бит «RES_RESET» сбрасывается автоматически после обнуления счётчика положения.
  • RES_MAX_TURN[3-0] - Количество полных оборотов энкодера, которые будет считать счетчик положения. Данное значение определяет максимальное число счётчика положения, равное значению «PIN_MAX_TURN» * 20. Если счётчик досчитает до указанного значения, то счёт прекратится, пока энкодер не начнёт поворачиваться в противоположную сторону, заставив счетчик уменьшать своё значение.

Регистры 0x14-0x15 «RES_COUNTER» - Счетчик положения энкодера:

Регистры только для чтения.

  • RES_COUNTER[14-0] - Счётчик положения энкодера, это счётчик который приращает или уменьшает своё значение (зависит от направления поворота), на единицу с каждым тактом поворота энкодера. Один полный оборот энкодера состоит из 20 тактов. Наличие данного счётчика позволяет работать с модулем как с потенциометром, так как по значению счётчика можно точно вычислить на сколько оборотов и градусов повернут энкодер.
  • RES_SIGN - Флаг отрицательного знака, устанавливается и сбрасывается самостоятельно. Если флаг установлен, значит значение счётчика положения энкодера является отрицательным. Отрицательные значения возможны только если установлен бит «RES_SIGN_EN» регистра 0x13 «RES_SET».

Регистры 0x16-0x17 «ENC_COUNTER_LEFT» и «ENC_COUNTER_RIGHT» - счётчики тактов поворота энкодера влево и вправо:

Регистры только для чтения.

  • ENC_COUNTER_LEFT[7-0] - Содержит количество тактов энкодера совершённое при его повороте влево (против ч.с.) с момента последнего чтения данного регистра. Значение регистра обнуляется сразу после его чтения.
  • ENC_COUNTER_RIGHT[7-0] - Содержит количество тактов энкодера совершённое при его повороте вправо (по ч.с.) с момента последнего чтения данного регистра. Значение регистра обнуляется сразу после его чтения.
  • Один полный оборот энкодера состоит из 20 тактов. Если поворачивать энкодер и не считывать значения счётчиков тактов, то они досчитают до 255 (12 полных оборотов и 270°) и остановят счёт, пока их значение не будет прочитано.

Регистр 0x18 «ENC_SET» - содержит настройки энкодера:

Регистр для чтения и записи.

Значение регистра сохраняется после отключения питания.

  • ENC_INV_DIR - Бит инверсии направления поворота ручки энкодера. Установка бита приведёт к тому, что энкодер будет воспринимать поворот ручки влево как вправо, а вправо как влево.

Регистры 0x1A-0x1B «SER_PULSE_MIN» - содержат мин. ширину импульса:

Регистры для чтения и записи.

Значение регистров сохраняется после отключения питания.

  • SER_PULSE_MIN[15-0] - Содержит минимальную ширину импульса управления сервоприводом в мкс. Данное значение используется при работе выхода в режиме управления сервоприводами (режим работы выхода настраивается регистром 0x12 «PIN_SET»).

Регистры 0x1C-0x1D «SER_PULSE_MAX» - содержат макс. ширину импульса:

Регистры для чтения и записи.

Значение регистров сохраняется после отключения питания.

  • SER_PULSE_MAX[15-0] - Содержит максимальную ширину импульса управления сервоприводом в мкс. Данное значение используется при работе выхода в режиме управления сервоприводами (режим работы выхода настраивается регистром 0x12 «PIN_SET»).

Регистры 0x1E-0x1F «SER_PULSE_NOW» - содержат текущую ширину импульса:

Регистры только для чтения.

  • SER_PULSE_NOW[15-0] - Содержит текущую ширину импульса управления сервоприводом в мкс, если выход модуля настроен регистром 0x12 «PIN_SET» на управление сервоприводом.

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+:

адрес76543210
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:

    • 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».

    Пример записи в один регистр:

    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:

    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:

    • 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».

    Пример чтения одного регистра:

    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:

    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.

    Модуль не поддерживает горячее подключение: Подключайте модуль только при отсутствии питания и данных на шине I2C. В противном случае потребуется отключить питание при уже подключённом модуле.

    Пример чтения состояния кнопки:

    Следующий скетч демонстрирует пример вывода состояния кнопки (нажата/отпущена) в монитор последовательного порта.

    #include <Wire.h>                                // Подключаем библиотеку Wire для работы с шиной I2C.
const int ADDRESS     = 0x09;                    // Определяем адрес модуля.
const int REG_DATA    = 0x10;                    // Определяем адрес регистра REG_DATA.
const int FLG_PRESSED = 5;                       // Определяем номер бита FLG_PRESSED в регистре REG_DATA.
byte      DATA;                                  // Объявляем переменную для хранения байта данных считанных с регистра.
                                                 //
void setup(){                                    //
    Serial.begin(9600);                          // Инициируем связь с монитором последовательного порта на скорости 9600 бит/сек.
    while(!Serial){;}                            // Ждём готовность к работе аппаратной шины UART.
    Wire.setClock(100000L);                      // Устанавливаем скорость передачи данных по шине I2C.
    Wire.begin();                                // Инициируем работу c шиной I2C в качестве мастера.
}                                                //
                                                 //
void loop(){                                     //
    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_DATA);                        // Функция write() помещает значение своего аргумента в буфер для передачи.
    Wire.endTransmission(false);                 // Выполняем инициированную ранее передачу данных (параметр false указывает что состояние STOP устанавливать не требуется).
    Wire.requestFrom(ADDRESS, 1);                // Читаем из модуля с адресом ADDRESS, 1 байт данных в буфер библиотеки Wire. Так как предыдущая функция не установила состояние STOP, то состояние START установленное данной функцией будет расценено как RESTART.
    if   ( Wire.available() ){DATA=Wire.read();} // Если в буфере библиотеки Wire есть данные, то читаем 1 байт в переменную DATA.
    while( Wire.available() ){     Wire.read();} // Если в буфере библиотеки Wire есть еще данные, то читаем их в никуда (чистим буфер).
    if   ( DATA & bit(FLG_PRESSED) ){            // Если в полученном байте DATA установлен бит FLG_PRESSED, значит кнопка нажата.
           Serial.println("Кнопка нажата");      //
    }else{ Serial.println("Кнопка отпущена"); }  //
    delay(1000);                                 //
}                                                //

    Габариты:

    Все модули линейки "Trema" выполнены в одном формате:

    Ссылки:




    Обсуждение

    Гарантии и возврат Используя сайт Вы соглашаетесь с условями