Pc bus registrerInhalt 1. Einleitung 2 2. Die verwendeten I²C-Bus-Register 2 3. Programmversion ohne Bedienoberfläche 3 4. Programmversion mit Bedienoberfläche 11 4.1. Grundlegende Funktion von mC- und PC-Programm 11 4.2. Inbetriebnahme mit dem Microcontroller-Board 11 4.3. Hilfesystem 11 4.4. Anhang 12 4.4.1. Initialisierung 12 4.4.2. Kommunikationszeichen 12 4.4.3. Gespeicherte Einstellungen 12 4.4.4. Statuszustände in mC und PC 13 4.4.5. Die Formulare und Module des PC-Programms 14 4.4.5.1. FormMain 14 4.4.5.2. FormKonfig 32 4.4.5.3. FormVerbinden 34 4.4.5.4. FormInfo 36 4.4.6. Das mC-Programm 37
Das Programm steuert ein I2C-Bus-System. Dabei bedient es sich vorgegebener Hardwaretreiber, die softwaremäßig angesteuert werden und somit den Bus ansprechen. Der Benutzer sendet die Daten vom PC aus über die serielle Schnittstelle an den Microcontroller. Dieser steuert über die spezielle Hardware den Bus. Empfangsseitig arbeitet auch ein Microcontroller, der die Daten wiederum über die serielle Schnittstelle zum PC überträgt. Die Realisierung der Bedienerführung des Programms erfolgte in zwei Versionen. Die erste Version, die lediglich als Vorversion zur letztgültigen zweiten Version gedachte war, besteht nur aus dem in Assembler geschriebenen Programm für den Microcontroller, das über ein Terminalprogramm kommuniziert. Einstellungen müssen direkt im Programmcode vorgenommen und dieser anschließend erneut assembliert werden. Die zweite Version besteht aus einem Assembler-Programm und einem auf Microsoft Windows basierenden Programm für den PC, das mit dem Assembler-Programm kommuniziert.
Die Hardwaretreiber des Busses werden von der Software angesprochen, indem diese entsprechende Werte in die zuständigen Register schreibt. Es gibt hierfür vier Register, die wie im folgenden erklärt zu verwenden sind.
In den ersten sieben Bits A0-A6 wird die eigene Adresse gespeichert, mit der der Teilnehmer im Bus angesprochen werden kann. GC bestimmt, ob das Gerät auf einen General Call reagiert; wobei 0 diesen erlaubt und 1 diesen ignoriert.
Bei einem Transmitter wird in dieses Register das zu übertragende Byte geschrieben. Ein Receiver zeigt damit das soeben empfangene Byte.
Die Bits CR0, CR1, CR2 legen die Übertragungsrate des Busses fest. Das Setzen von ENS1 aktiviert die Bus-Schnittstelle. Setzen von STA oder STO bewirkt eine Start- beziehungsweise Stoppaufforderung an den Bus. STA muß anschließend wieder rückgesetzt werden, STO macht dies selbständig. SI ist das Interrupt-Flag, welches bei jedem Bus-Interrupt gesetzt wird und anschließend rückgesetzt werden muß, um die Busübertragung fortzusetzen. Ein gesetztes AA läßt das Geräte ein Acknologe schicken, wenn es die Kommunikation erfordert, ein rückgesetztes AA hingegen läßt das Gerät nicht reagieren und damit ein Not Acknolege schicken.
Dieses Byte enthält nach einem vom Bus ausgelösten Interrupt den Status, in dem sich der Bus befindet und der den Interrupt ausgelöst hat.
Dieses Programm erfüllt die vier Funktionen Master Transmitter, Master Receiver, Slave Transmitter, Slave Receiver. Zu Starten ist das Programm bei der Adresse 8000h. Um die Übertragung als Master zu beginnen, muß „a“ eingegeben werden. Abhängig vom Richtungsbit, das bei dieser Version im Programmcode in den Routinen „08h Start gesendet“ beziehungsweise „10h Repeated-Start gesendet“ eingestellt werden muß, wird das Terminal zum Master Transmitter oder zum Master Receiver. Da das Programm alle für den Betrieb als Slave nötigen Interruptroutinen enthält, kann es auch als Slave angesprochen werden. Hierbei wird an Hand des empfangenen Richtungsbit zwischen Transmitter und Receiver unterschieden und automatisch die entsprechende Routine angesprochen. Die Übertragung kann vom Transmitter, gleich ob Master oder Slave, mit „!“ beendet werden. Zu beachten ist, daß alle gleichzeitig am Bus verwendeten Programme unterschiedliche eigene Adressen besitzen müssen, was im Programmcode im entsprechenden Register S1ADR in der Routine „Initialisierung“ einzustellen ist.
; I2C-Bus ; Entwickelt für µC-Kit von Kern ; Michael Popp; Februar 1998 ;************************************************************ ;************************************************************ ; Vereinbarungen charin code 2730h ;Unterprogramm Zeicheneingabe charout code 273Ch ;Unterprogramm Zeichenausgabe anfang code 8000h ;Start-Adresse inter code 802Bh ;Adresse für I2C-Interrupt haupt code 8200h ;Adresse Hauptprogramm s1adr data 0dbh ;Eigene Bus-Adresse s1dat data 0dah ;Bus-Daten s1con data 0d8h ;Bus-Kontrollen s1sta data 0d9h ;Bus-Status P1_6 bit 96h ;SCL-Pin P1_7 bit 97h ;SDA-Pin si bit 0dbh ;Interrupt Flag aa bit 0dah ;Ackknowledge Flag sta bit 0ddh ;Startbit sto bit 0dch ;Stoppbit es1 bit 0adh ;I2C-Bus-Interrupt aktivieren ;************************************************************ ;************************************************************ ; Hauptprogramm org anfang mov dptr,#haupt ; clr a ; jmp a+dptr ; org haupt call init ;Bus initialisieren loop: mov a,s1sta cjne a,#0F8h,loop ;Interrupts call charin ; cjne a,#61h,loop ; call start ; jmp loop ; ;************************************************************
; Initialisierung ; -> / ; <- / ; cha ea, es1, P1_6, P1_7, s1adr, s1con ; subr / init: setb ea ;Interrupts aktivieren setb es1 ;I2C-Bus-Interrupts aktivieren setb P1_6 ; setb P1_7 ; mov s1adr,#10000000b ;Eigene Busadresse, General Call aktiviert mov s1con,#11000101b ;Controllregister ;------------------------------------------------------------ ;S1CON: 1 1 0 0 0 1 0 1 ; - ENS1 STA STO SI AA CR1 CR0 ;------------------------------------------------------------ ret ;************************************************************ ;************************************************************ ; Starten ; -> / ; <- / ; cha aa, sta, si ; subr / start: setb aa setb sta ;Startbit setzen clr si ret ;************************************************************ ;************************************************************ ; Interruptroutinen ; -> / ; <- / ; cha s1dat, s1con, a ; subr charin, charout ;------------------------------------------------------------ ; 00h alle Bus-Fehler sta00: reti ;------------------------------------------------------------ ; 08h MT, MR Start gesendet sta08: mov S1DAT,#11000000b ;Richtungsbit auf senden ; mov S1DAT,#11000001b ;Richtungsbit auf empfangen clr sta ; clr sto ; setb aa ; clr SI ; reti
; 10h MT, MR Repeated-Start gesendet sta10: mov S1DAT,#11000000b ;Richtungsbit auf senden ; mov S1DAT,#11000001b ;Richtungsbit auf empfangen clr sta ; clr sto ; setb aa ; clr SI ; reti ;------------------------------------------------------------ ; 18h MT Adresse+W gesendet, ACK empfangen sta18: call charin ;Tastatureingabe cjne a,#21h,lab18a ; ! zum Abbruch setb sto ;Stopbit setzen jmp lab18b ;Verarbeitung der Daten ueberspringen lab18a: call charout ; mov s1dat,a ; lab18b: clr si ;Daten senden oder Verbindung beenden reti ;------------------------------------------------------------ ; 20h MT Adresse+W gesendet, NACK empfangen sta20: setb STO ;Stop senden clr SI reti ;------------------------------------------------------------ ; 28h MT Daten gesendet, ACK empfangen STANDARD sta28: call charin ;Tastatureingabe cjne a,#21h,lab28a ; ! zum Abbruch setb sto ;Stopbit setzen jmp lab28b ;Verarbeitung der Daten ueberspringen lab28a: call charout ; mov s1dat,a ; lab28b: clr si ;Daten senden oder Verbindung beenden reti ;------------------------------------------------------------ ; 30h MT Daten gesendet, NACK empfangen sta30: setb sto clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 38h MT, MR Arbitration verloren beim Senden von Adresse oder Daten (Transmitter) ; beim NACK (Receiver) sta38: setb sto clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 40h MR Adresse+R gesendet, ACK empfangen sta40: clr si ;auf Daten vom Slave warten reti
; 48h MR Adresse+R gesendet, NACK empfangen sta48: setb sto clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 50h MR Daten empfangen, ACK gesendet STANDARD sta50: mov A,s1dat ;Daten vom Slave in Akku cjne a,#21h,lab50a ; ! von Slave zum Beenden clr aa jmp lab50b lab50a: call charout ;Datenausgabe lab50b: clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 58h MR Daten empfangen, NACK gesendet sta58: setb sto clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 60h SR Adresse+W empfangen, ACK gesendet sta60: clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 68h SR Arbitration verloren als adressierter Master, ; Adresse+W empfangen, ACK gesendet sta68: setb sto clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 70h SR General-Call empfangen, ACK gesendet sta70: clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 78h SR Arbitration verloren als adressierter Master, ; General-Call empfangen, ACK gesendet sta78: setb sto clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 80h SR Daten empfangen, ACK gesendet (adressiert) STANDARD sta80: mov A,S1DAT ;Daten vom Master in Akku call charout ;Zeichen ausgeben clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 88h SR Daten empfangen, NACK gesendet (adressiert) sta88: clr si reti
; 90h SR Daten empfangen, ACK gesendet (General Call) sta90: mov A,S1DAT ;Daten vom Master in Akku call charout ;Zeichen ausgeben clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; 98h SR Daten empfangen, NACK gesendet (General Call) sta98: clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; A0h SR Stop oder Repeated-Start empfangen staA0: clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; A8h ST Adresse+R empfangen, ACK gesendet staA8: mov r5,#00h ; call charin ;Zeicheneingabe cjne a,#21h,labA8a ; ! von Slave zum Beenden mov r5,#0FFh labA8a: call charout ;Zeichen ausgeben mov S1DAT,A ; clr si ;Uebertragung reti ;------------------------------------------------------------ ; BOh ST Arbitration verloren als adressierter Master, ; Adresse+R empfangen, ACK gesendet staB0: setb sto clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; B8h ST Daten gesendet, ACK empfangen STANDARD staB8: cjne r5,#0FFh,labB8b mov a,#0FFh jmp labB8c labB8b: call charin ;Zeicheneingabe cjne a,#21h,labB8a ; ! von Slave zum Beenden mov r5,#0FFh jmp labB8c labB8a: call charout ;Zeichen ausgeben labB8c: mov S1DAT,A ; clr si ;Uebertragung reti ;------------------------------------------------------------ ; C0h ST Daten gesendet, NACK empfangen staC0: clr si reti ;------------------------------------------------------------ ; C8h ST AA=0, letzte Daten gesendet, ACK empfangen staC8: mov S1DAT,0FFh ;S1DAT=11111111b clr si reti ;************************************************************
;************************************************************ ; Interruptsprünge org inter jmp intera org 8F00h intera: mov A,S1STA ;Je nach Statusinhalt mov dptr,#9000h ;Sprung auf jeweilige jmp A+dptr ;SUB-Routine ;------------------------------------------------------------ ;------------------------------------------------------------ org 9000h jmp sta00 ;------------------------------------------------------------ org 9008h jmp sta08 ;------------------------------------------------------------ org 9010h jmp sta10 ;------------------------------------------------------------ org 9018h jmp sta18 ;------------------------------------------------------------ org 9020h jmp sta20 ;------------------------------------------------------------ org 9028h jmp sta28 ;------------------------------------------------------------ org 9030h jmp sta30 ;------------------------------------------------------------ org 9038h jmp sta38 ;------------------------------------------------------------ org 9040h jmp sta40 ;------------------------------------------------------------ org 9048h jmp sta48 ;------------------------------------------------------------ org 9050h jmp sta50 ;------------------------------------------------------------ org 9058h jmp sta58 ;------------------------------------------------------------ org 9060h jmp sta60 ;------------------------------------------------------------ org 9068h jmp sta68 ;------------------------------------------------------------ org 9070h jmp sta70 ;------------------------------------------------------------ org 9078h jmp sta78
org 9080h jmp sta80 ;------------------------------------------------------------ org 9088h jmp sta88 ;------------------------------------------------------------ org 9090h jmp sta90 ;------------------------------------------------------------ org 9098h jmp sta98 ;------------------------------------------------------------ org 90A0h jmp staA0 ;------------------------------------------------------------ org 90A8h jmp staA8 ;------------------------------------------------------------ org 90B0h jmp staB0 ;------------------------------------------------------------ org 90B8h jmp staB8 ;------------------------------------------------------------ org 90C0h jmp staC0 ;------------------------------------------------------------ org 90C8h jmp staC8 ;************************************************************ end
Das in Kapitel 3 beschriebene Assembler-Programm wurde um zur Kommunikation mit dem PC nötigen Zeilen ergänzt und wird nun über die serielle Schnittstelle mit einem PC-Programm angesprochen. Erstellt wurde dieses mit der Entwicklungsumgebung Microsoft Visual Basic 5.0 Enterprise Edition.
Um den mC mit dem PC-Programm ansprechen zu können, muß sich der mC im I²C-Bus-Status F8h befinden. Nun kann vom PC-Programm die Verbindung zum mC erstellt werden. Dabei beginnt das Programm die serielle Schnittstelle des PCs zu beanspruchen. Dann sendet es den Befehl 80h an den mC, worauf dieser seinen Status F8h zu melden hat. Geschieht dies korrekt, so schickt der PC nun die Adresse, die das Terminal laut den Einstellungen anzunehmen hat, an den mC, wo sie im entsprechende Register S1ADR gelegt wird. Weiters aktiviert der mC nun den I²C-Bus und den zugehörigen Interrupt. Zu Beginn jeder Interrupt Service Routine des I²C-Busses sendet der Microcontroller seinen aktuellen Status an den PC. Der PC hat ebenfalls seinen eigenen Status, der in der Variablen „Status“ gespeichert ist. Erhält nun der PC das OnComm-Ereignis, welches durch den Eingang von Daten über die serielle Schnittstelle ausgelöst wird, so wählt er in einer auf den aktuellen PC-Status bezogenen Case-Anweisung den auszuführenden Programmcode. Hier wird die vom Microcontroller kommende Nachricht, die nun den aktuellen Status des Microcontrollers enthält, eingelesen. Somit kann der PC seinen Status aktualisieren. Gleichzeitig wird ermittelt, ob der neue Status eine korrekte Fortsetzung des alten Status darstellt oder ob eine Fehler aufgetreten ist. Entsprechend verlaufen die weiteren Vorgänge im PC. Bestimmte Statuszustände im PC erwarten sofort einen weiteren Eingang an Daten vom mC. Dazu wird im PC die Eigenschaft „Enabled“ des Hauptfenster „FormMain“ auf false gesetzt und der Timer aktiviert. Können nun wie erwartet Daten empfangen werden, so wird der Timer deaktiviert und das eingegangene Byte wird verarbeitet. Tritt jedoch das OnComm-Ereignis nicht auf, so schließt der PC nach Ablauf des Timers auf ein Fehlverhalten des mC und gibt eine Fehlermeldung am Bildschirm aus.
Um das Programm testweise mit einem Entwicklungs-Board in Betrieb nehmen zu können, muß vorerst mittels eines Terminalprogramms das Assembler-Programm über die serielle Schnittstelle in den mC geladen werden. Dabei darf das PC-Programm noch keinen Anspruch auf die Schnittstelle erheben. Dann ist das mC-Programm an der Adresse 8000h zu starten und die Verbindung mit dem Terminalprogramm zu trennen. Nun wird mit dem PC-Programm über die Schnittstelle die Verbindung zum mC hergestellt, anschließend kann auch die Busverbindung erfolgen. Entnehmen Sie nähere Beschreibungen zu diesen Schritten dem zugehörigen Hilfesystem.
Das zum Programm gehörende Hilfesystem wurde mit Microsoft Help Workshop 4.02 erstellt. Es beschreibt die Bedienung des Programms, so daß nähere Erläuterungen in dieser Dokumentation nicht erforderlich sind.
Sofort nach dem die Verbindung zum Microcontroller hergestellt wurde sendet der PC entsprechend den in der Record-Variablen „Einstellungen“ gespeicherten Einstellungen die folgenden Werte an den Microcontroller.
Mit den folgenden festgelegten Werten fordert der PC den mC zu bestimmten Aktionen auf. Der mC empfängt diese Aufforderungen im Hauptprogramm und führt die entsprechende Aktion auch dort aus.
In der Record-Variablen „Einstellungen“ befinden sich die folgenden Einstellungen. Diese Variable wird bei jedem Programmstart aus der Datei „I2C.ini“, die sich im aktuellen Verzeichnis befinden soll, geladen. Existiert die Datei nicht, so werden die Standardeinstellungen verwendet. Bei Programmbeendigung wird die aktuelle Variable „Einstellungen“ in dieser Datei gespeichert.
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