STM32で遊ぶ (8) - I2CマスターRead

f:id:mohran:20200325222425j:plain

照度センサーを接続してI2Cリードの確認を行いました。

使用したモジュールはこちらです。
aitendoで購入しました。
www.aitendo.com

搭載しているフォトダイオードはロームのBH1750と言う型番でした。
上のaitendoの商品ページにデータシートがリンクされています。

I2Cライトと同様にSPLに用意されている関数を使うことで簡単にI2Cリードを行えました。
使用した関数は

void I2C_GenerateSTART(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);
uint8_t I2C_ReceiveData(I2C_TypeDef* I2Cx);
void I2C_AcknowledgeConfig(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);
void I2C_GenerateSTOP(I2C_TypeDef* I2Cx, FunctionalState NewState);

の4つです。
I2C_AcknowledgeConfigの第2引数にENABLEを設定するとAck送信、DISABLEを設定するとNack送信となるようですので、リードの最終バイト時にはDISABLEを設定するようにします。

BH1750の使い方としては、0x01をライトしてPower On状態にしてから計測モードをライトすることで計測開始となるようです。
計測モードはスタンダードの「H-Resolution Mode」を使用しました。
計測時間に120msecかかるので、TIM6を使って133msec待ってから16bitの測定結果をリードすることにしました。
f:id:mohran:20200325230920j:plain

MTregの値がデフォルトの69(0x45)だと測定結果を0.83倍することでLuxに変換できるようです。
f:id:mohran:20200325230932j:plain

プログラムはこのような感じで組みました。

#include <stdio.h>
#include "stm32f4xx.h"

#include "stm32f4xx_tim.h"
#include "stm32f4xx_i2c.h"

void __auto_semihosting(void) __attribute__((alias("main")));
extern void initialise_monitor_handles(void);

#define BH1750_W  ((0x23 << 1) | 0x0)  // 0100 0110
#define BH1750_R  ((0x23 << 1) | 0x1)  // 0100 0111

#define ONE_TIME_H2   0x21
#define ONE_TIME_H    0x20
#define ONE_TIME_L    0x23

int main(void){
  unsigned short result;
  float          lux;

  initialise_monitor_handles();

  // Clock Enable
  RCC->APB1ENR |= (RCC_APB1ENR_I2C1EN | RCC_APB1ENR_TIM6EN);
  RCC->AHB1ENR |= RCC_AHB1ENR_GPIOBEN;

  // PB8 - I2C1_SCL
  // PB9 - I2C1_SDA
  GPIOB->MODER   |= ((0x2 << 18) | (0x2 << 16));  // Alternate function mode
  GPIOB->PUPDR   |= ((0x1 << 18) | (0x1 << 16));  // Pull-up
  GPIOB->OTYPER  |= ((0x1 <<  9) | (0x1 <<  8));  // Output open-drain
  GPIOB->AFR[1]  |= ((0x4 <<  4) | (0x4 <<  0));  // AF4

  // TIM6
  TIM6->PSC = 9999;  // 11.111nsec(90MHz) * 10,000 = 111.111usec
  TIM6->ARR = 1200;  // 111.111usec * 1200 = 133.333msec
  TIM6->CNT = 0;
  TIM6->CR1 = 1;

  // I2C1 Reset
  I2C1->CR1   = (0x1 << 15);
  for(int i=0; i<1000; i++){ asm("NOP"); };
  I2C1->CR1   = (0x0 << 15);

  I2C1->CR2   = 45;
  I2C1->CCR   = ((0 << 15) | (0 << 14) | 226);  // 22.222nsec(45MHz) * 226 * 2 = 10usec(100KHz)
  I2C1->TRISE = 46;

  // I2C1 Enable
  I2C1->CR1 |= 1;

  // BH1750 Power ON
  I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE); while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
  I2C_SendData(I2C1, BH1750_W);    while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));
  I2C_SendData(I2C1, 0x01);        while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
  I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);

  while(1){
    // BH1750 Measurement start
    I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE); while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
    I2C_SendData(I2C1, BH1750_W);    while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_TRANSMITTER_MODE_SELECTED));
    I2C_SendData(I2C1, ONE_TIME_H);  while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_TRANSMITTED));
    I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);

    // Wait 133msec
    TIM6->SR  = 0x0;
    TIM6->CNT = 0x0;
    while(!(TIM6->SR));

    // BH1750 Result read
    I2C_GenerateSTART(I2C1, ENABLE);      while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_MODE_SELECT));
    I2C_SendData(I2C1, BH1750_R);         while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_RECEIVER_MODE_SELECTED));
    I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, ENABLE);  while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));
    result = I2C_ReceiveData(I2C1);  // High Byte
    result <<= 8;
    I2C_AcknowledgeConfig(I2C1, DISABLE); while(!I2C_CheckEvent(I2C1, I2C_EVENT_MASTER_BYTE_RECEIVED));
    result |= I2C_ReceiveData(I2C1); // Low Byte
    I2C_GenerateSTOP(I2C1, ENABLE);

    lux = result * 0.83;

    printf("0x%04x : %d -- %f lux\n", result, result, lux);
  }

  return(0);
}