Software I2C

(2017.8.16 作成)

　I2C類似プロトコルをもつデバイス(TM1637など)の操作やハードウェアI2Cの数が不足しているときのためにSoftware I2Cを作成しました。こちらからダウンロードできるBaseクラス内に実装されています。

　GPIOとWaitの各ベースクラスを用いて作成していますので、このサイトで使用しているマイコン(STM32, Arduino UNO)では動くと思います。

　ただこのクラスはTM1637操作用に作成したもののため記事執筆時点(17年8月)では未実装の機能がありますし、またreadの動作確認は行っておりません。

　内部的にはソフトでGPIOの単に上げ下げを行っているだけなので、とても遅い(STM32で100kHz以下)ですが、逆にすべての状態を任意に操作できるためハードウェアI2Cが対応できない非標準I2Cプロトコルに対応できるところがメリットになります。

　またベースクラスを継承していますので、同様の機能を使用することができます(一部非実装)。

　プログラムの内部的な話ですが、I2CなのでSCL, SDAはオープンドレイン接続を前提としています。STM32の場合はOpendrain - Outputモードがあるためそのまま読んでも問題ないのですが、Arduinoの場合はそのようなモードがありませんので読む際は一度Inputモードに変更するしてピンの状態を読む必要があります。

関数リファレンス

コンストラクタ
プロトタイプ	SoftwareI2C( DKS::IDigitalOut SCL, DKS::IDigitalOut SDA, DKS::IWait *Wait);
戻り値	なし
引数	SCL, SDA	Digital Outクラスへのポインタを渡してください
	Wait	Waitクラスへのポインタを渡してください
備考

Startコンディションの発行
プロトタイプ	DKS::DKS_RESULT start() const;
戻り値	SDAラインがGNDになればOK
引数	なし
備考	SCLをHighに保ったまま SDAをGNDに接続します

Stopコンディションの発行
プロトタイプ	void stop() const;
戻り値	なし
引数	なし
備考	SCLをHighに保ったまま SDAをGNDからHighにします

1バイト書き込み
プロトタイプ	Response write(const uint8_t &data) const;
戻り値	デバイスからの応答(ACK or NACK)
引数	data	データ (1バイト)
備考

1バイト読み込み
プロトタイプ	Response read( uint8_t &data, const Response &Res) const;
戻り値	デバイスからの応答(ACK or NACK)
引数	data	読んだデータが格納されます (1バイト)
	Res	リード終了後にデバイス側に戻す値まだ続いてデータを読む場合ACK, 読み込み終了時はNACKを指定する
備考	記事執筆時点では動作未検証です