====== 簡易RTC(Real Time Clock)(I2C対応) ======
===== 概要 =====
通常は、下図のような、I2Cインターフェース(2線式)に対応した、リアルタイムクロックモジュールを使用して、時計機能などを構築します。
今回は、このRTC機能そのものを、PICで実現してみました。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-094011.png}}
===== 動作原理 =====
I2Cのスレーブ機能としての、基本的な構造は、以前に製作した、LCDモニター(I2C対応)を参照してください。
時刻の、読み出し/書き込みは、以前に製作した、簡易時計(PIC単体)を参照してください。
<メモリ構造>
RTCからの時刻データの読み出し、RTCへの時刻データの書き込みのデータを設定するために、7バイトのメモリを使用します。
【0x00】“時"データ(読み出し用)
【0x01】“分"データ(読み出し用)
【0x02】“秒"データ(読み出し用)
【0x03】“時"データ(書き込み用)
【0x04】“分"データ(書き込み用)
【0x05】“秒"データ(書き込み用)
【0x06】書き込み用のデータを、RTCの基準クロックに設定するための指示用(1:設定有り、0:設定無し)
<処理の流れ>
- 0.1秒毎に、クロック変数をインクリメント(+1)する。
- クロック変数を換算し、時分秒を、読み出し用のメモリ【0x00~0x02】に、設定する。
- RTCへの時刻データの設定が指示されると、メモリ【0x03~0x05】を換算し、クロック変数に設定する。
- 1.へ戻る。
<マスター側から、本ユニットの時刻データを、読み込む方法および書き込む方法>
- 時刻データを読み込む\\
Soft_I2C_Start();
Soft_I2C_Write(0x80);
Soft_I2C_Write(0x00);
Soft_I2C_Start();
Soft_I2C_Write(0x81);
hh = Soft_I2C_Read(ACK);
mm = Soft_I2C_Read(ACK);
ss = Soft_I2C_Read(NO_ACK);
Soft_I2C_Stop();
- 時刻データを書き込む\\
Soft_I2C_Start();
Soft_I2C_Write(0x80);
Soft_I2C_Write(0x03);
Soft_I2C_Write(12);//12時
Soft_I2C_Write(34);//34分
Soft_I2C_Write(56);//56秒
Soft_I2C_Write(0x01);//設定指示
Soft_I2C_Stop();
===== 回路図 =====
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-094221.png}}
===== ソースコード =====
//**********************************************************************
/*
＜ＲＴＣ（Ｉ２Ｃ対応）＞
*/
//**********************************************************************
#define ADDR_BASE 0x80
#define ON 1
#define OFF 0
#define MEMORY_SIZE 7
#define LED PORTB.F5
//**********************************************************************
void i2c_Write(unsigned short dat)
{
while (SSPSTAT.BF == 1)
;
while (1) {
SSPCON.WCOL = 0;
SSPBUF = dat;
if (SSPCON.WCOL == 1)
continue;
//
SSPCON.CKP = 1;
return;
}
}
//**********************************************************************
static unsigned short i2c_memory[MEMORY_SIZE], i2c_pnt, i2c_flg, i2c_tmp, i2c_start_flg, i2c_stop_flg;
/*
i2c_memory[0] 時
i2c_memory[1] 分
i2c_memory[2] 秒
*/
//**********************************************************************
void i2c_Handler()
{
if (PIR1.SSPIF != 1)
return;
//
PIR1.SSPIF = 0;
//
LED = ON;
//
if (SSPSTAT.S == 1) { //スタートビットを検出。
i2c_start_flg = 1;
}
if (SSPSTAT.P == 1) { //ストップビットを検出。
i2c_stop_flg = 1;
}
//
i2c_tmp = SSPSTAT & 0b00101101;
//
if (i2c_tmp == 0b00001001) { //書き込みモード、デバイスアドレス
i2c_tmp = SSPBUF;
i2c_flg = 0;
i2c_pnt = 0;
LED = OFF;
return;
}
if (i2c_tmp == 0b00101001) { //書き込みモード、データ
if (i2c_flg == 0) {
i2c_pnt = SSPBUF;
i2c_flg = 1;
LED = OFF;
return;
}
if (i2c_flg == 1) {
if (i2c_pnt < MEMORY_SIZE) {
i2c_memory[i2c_pnt] = SSPBUF;
i2c_pnt++;
}
LED = OFF;
return;
}
}
if (i2c_tmp == 0b00001100) { //読み込みモード、デバイスアドレス
i2c_Write(i2c_memory[i2c_pnt]);
i2c_pnt++;
LED = OFF;
return;
}
if (i2c_tmp == 0b00101100) { //読み込みモード、データ（ＡＣＫ）
i2c_Write(i2c_memory[i2c_pnt]);
i2c_pnt++;
LED = OFF;
return;
}
if (i2c_tmp == 0b00101000) { //読み込みモード、データ（ＮＯ＿ＡＣＫ）
i2c_tmp = SSPBUF;
SSPCON = 0b00111110;
LED = OFF;
return;
}
LED = OFF;
}
//**********************************************************************
static long clock;
void rtc_Handler()
{
static short hh, mm, ss;
//
if (PIR1.CCP1IF != 1)
return;
//
PIR1.CCP1IF = 0;
//
clock++;
if (clock == 864000)
clock = 0;
//
hh = clock / 36000;
mm = (clock - (36000 * (long)hh)) / 600;
ss = (clock - (36000 * (long)hh) - (600 * (long)mm)) / 10;
i2c_memory[0] = hh;
i2c_memory[1] = mm;
i2c_memory[2] = ss;
}
//**********************************************************************
void interrupt()
{
i2c_Handler();
}
//**********************************************************************
void init_rtc()
{
// TIMER1の設定
PIE1.TMR1IE = 0;
PIR1.TMR1IF = 0;
T1CON.T1CKPS0 = 1;
T1CON.T1CKPS1 = 1;
T1CON.TMR1ON = 0;
TMR1L = 0;
TMR1H = 0;
// CCPの設定
PIE1.CCP1IE = 0;
PIR1.CCP1IF = 0;
CCP1CON.CCP1M3 = 1;
CCP1CON.CCP1M2 = 0;
CCP1CON.CCP1M1 = 1;
CCP1CON.CCP1M0 = 1;
CCPR1L = 0xA8; // 0.1sec...10hz...クロックが8Mhzの時
CCPR1H = 0x61; // 0.1sec...(1÷8000000)*4*8*25000
//
clock = 0;
//
T1CON.TMR1ON = 1;
}
//**********************************************************************
void main()
{
unsigned short cnt;
//
CMCON = 0b00000111; //コンパレータは使用しない。
ANSEL = 0b00000000; //A/Dコンバータは使用しない。
OSCCON = 0b01110000; //クロックは内臓8MHzを使用する。
TRISA = 0b00111100; //PORTAを設定する。
TRISB = 0b00011111; //PORTBを設定する。
OPTION_REG.NOT_RBPU = 0; //PORTBをプルアップする。
//Ｉ２Ｃを設定する。
SSPSTAT.SMP = 1;
SSPSTAT.CKE = 1;
SSPCON.WCOL = 0;
SSPCON.SSPOV = 0;
SSPCON.SSPEN = 1;
SSPCON.CKP = 1;
SSPCON.SSPM0 = 0;
SSPCON.SSPM1 = 1;
SSPCON.SSPM2 = 1;
SSPCON.SSPM3 = 1;
SSPADD = ADDR_BASE;
PIE1.SSPIE = 1;
PIR1.SSPIF = 0;
//
LED = OFF;
i2c_pnt = 0;
i2c_flg = 0;
i2c_start_flg = 0;
i2c_stop_flg = 0;
for (cnt = 0; cnt < MEMORY_SIZE; cnt++) {
i2c_memory[cnt] = 0x00;
}
//
for (cnt = 0; cnt < 10; cnt++) {
LED = ON;
Delay_ms(50);
LED = OFF;
Delay_ms(50);
}
// 割り込み(全体)の設定
INTCON.PEIE = 1;
INTCON.GIE = 1;
//
init_rtc();
while (1) {
rtc_Handler();
if (i2c_memory[6] == 0x01) {
i2c_memory[6] = 0x00;
clock = ((long)i2c_memory[3] * 36000) + ((long)i2c_memory[4] * 600) + ((long)i2c_memory[5] * 10);
}
}
}
//**********************************************************************
<参考>
※テストデータ送信用(I2Cマスター/PIC16F88)のプログラムです。
//**********************************************************************
/*
＜ＲＴＣのテストデータ送信用（マスター）＞
*/
//**********************************************************************
#define ACK 1
#define NO_ACK 0
//**********************************************************************
void main()
{
static unsigned short cnt, hh, mm, ss;
static char buf[8];
//
OSCCON = 0b01110000; // クロックを8Mhzに設定する。
ANSEL = 0b00000000; // Ａ／Ｄ変換は使用しない。
TRISA = 0b00110000;
TRISB = 0b00001111;
//
Lcd_Custom_Config(&PORTA, 1, 0, 7, 6, &PORTB, 5, 6, 7);
Lcd_Custom_Cmd(LCD_CURSOR_OFF);
Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
//
for (cnt = 0; cnt < 16; cnt++) {
Lcd_Custom_Chr(1, cnt + 1, 0xFF);
Delay_ms(50);
}
for (cnt = 0; cnt < 16; cnt++) {
Lcd_Custom_Chr(2, cnt + 1, 0xFF);
Delay_ms(50);
}
Lcd_Custom_Cmd(LCD_CLEAR);
//
//
Soft_I2C_Config(&PORTA, 2, 3); // SDA, SCL
//
while (1) {
//
Soft_I2C_Start();
Soft_I2C_Write(0x80);
Soft_I2C_Write(0x00);
Soft_I2C_Start();
Soft_I2C_Write(0x81);
hh = Soft_I2C_Read(ACK);
mm = Soft_I2C_Read(ACK);
ss = Soft_I2C_Read(NO_ACK);
Soft_I2C_Stop();
//
ByteToStr(hh, buf);
buf[1] = buf[1] == ' ' ? '0' : buf[1];
Lcd_Custom_Out(1, 1, &buf[1]);
Lcd_Custom_Chr(1, 3, ':');
ByteToStr(mm, buf);
buf[1] = buf[1] == ' ' ? '0' : buf[1];
Lcd_Custom_Out(1, 4, &buf[1]);
Lcd_Custom_Chr(1, 6, ':');
ByteToStr(ss, buf);
buf[1] = buf[1] == ' ' ? '0' : buf[1];
Lcd_Custom_Out(1, 7, &buf[1]);
//
if (PORTB.F3 == 0) { //時刻設定
Soft_I2C_Start();
Soft_I2C_Write(0x80);
Soft_I2C_Write(0x03);
Soft_I2C_Write(12); //12時
Soft_I2C_Write(34); //34分
Soft_I2C_Write(56); //56秒
Soft_I2C_Write(0x01); //設定指示
Soft_I2C_Stop();
}
//
Delay_ms(100);
}
}
//**********************************************************************
===== 動作確認 =====
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-094345.png?500}}
左側:RTC(スレーブ)※今回の主役です。抵抗3個、LED1個だけです。
右側:RTC(マスター)
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-094408.png?500}}
RTC(スレーブ)の拡大図です。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-094419.png?500}}
起動直後に、RTC(マスター)がRTC(スレーブ)から時刻データを取得し、表示したところです。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-094429.png?500}}
RTC(マスター)から、RTC(スレーブ)に対して、時刻を設定(12時34分56秒)したところです。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-094441.png?500}}
時刻設定後の、時刻経過を表示したところです。
{{:imgpaste:202004:htmikan-20200430-094451.png?500}}
このページは稲崎様の閉鎖したHPのコピーで、著作権は稲崎様にあります。[[elechobby:picdic:picdic|詳細]]
This page is a copy of Mr. Inasaki's closed website, and the copyright is held by him.[[elechobby:picdic:picdic|Details]]