Ｉ２Ｃ接続ＬＣＤを制御する

　

　Ｉ２ＣインターフェイスＬＣＤ、秋月のAQM０８０２−RN-GBW（８文字ｘ２行）を制御します。コントローラはST7032iを使っており、同じコントローラを使っているストロベリーリナックスのLCDでも同じように制御可能です。

（１）Ｉ２Ｃ(Inter-Integrated Circuit)通信とは
　Ｉ２ＣまたはＩＩＣと表示され、アイスクウエーアCと発音されているようです。フィリップ社の提唱したインターフェース方式（I 2 C バス仕様およびユーザーマニュアル）で、数１０ｃｍ以内の同じ基盤上のデバイス間で、１台のマスターと１台以上のスレーブとの間をSCL(Serial Clock Line)とSDA(Serial Data Line)の２本の信号線の状態の組み合わせで行う通信方式です。

　　　　　　　　　　　デ　ー　タ　通　信　の　流　れ

　

　

　次にＣｏｎｔｒｏｌ　ｂｙｔｅ　を１バイト送ります。

ＬＣＤの初期化はマニアルに記載されているとおりで、以下のようになります。
　　　　　１００μｓ待ち
　　　　　　　　↓
　　　　　　　０ｘ３８　・・・ﾌｧﾝｸｼｮﾝｾｯﾄ　8ﾋﾞｯﾄ21ﾗｲﾝ　Normal　mode
　　　　　　　　↓
　　　　　３０μｓ待ち
　　　　　　　　↓
　　　　　　　０ｘ３９　・・・ﾌｧﾝｸｼｮﾝｾｯﾄ　8ﾋﾞｯﾄ21ﾗｲﾝ　Exteded　mode
　　　　　　　　↓
　　　　　３０μｓ待ち
　　　　　　　　↓
　　　　　　　０ｘ１４　・・・Internal　CSC　Frequency　183Hz　Bias　1/5
　　　　　　　　↓
　　　　　３０μｓ待ち
　　　　　　　　↓
　　　　　　　０ｘ３５　・・・ｺﾝﾄﾗｽﾄｾｯﾄ
　　　　　　　　↓
　　　　　３０μｓ待ち
　　　　　　　　↓
　　　　　　　０ｘ５６　・・・Power　Icon　Contrast　control
　　　　　　　　↓
　　　　　３０μｓ待ち
　　　　　　　　↓
　　　　　　　０ｘ６ｃ　・・・Follow　control
　　　　　　　　↓
　　　　　３０μｓ待ち
　　　　　　　　↓
　　　　　　　０ｘ３８　・・・Set　normal　mode
　　　　　　　　↓
　　　　　３０μｓ待ち
　　　　　　　　↓
　　　　　　　０ｘ３０　・・・Display　ON
　　　　　　　　↓
　　　　　３０μｓ待ち
　　　　　　　　↓
　　　　　　　０ｘ０１　・・・Clear　Display
　　　　　　　　↓
　　　　　１０ｍｓ待ち


（５）書き込みの基本関数

　int I2C_write(unsigned char data)
　{
　　　　int i；
　　　　int ack；
　　　　I2C_SDA_OUT；　　　　　・・・　SDA端子に指定したP1_0を出力に設定する
　　　　for（i=0；i<8；i++）{　　 ・・・　１バイトのデータを１ビット毎に8回の

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　クロックと共に送信
　　　　　　　　if（data　＆　0x80）{　・・・　最上位ビットから順にビットを確認
　　　　　　　　　　I2C_S_SDA；　・・・　ビットが１ならＳＤＡ端子の値を１にする
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else｛
　　　　　　　　　　I2C_C_SDA；　　　　・・・　ビットが０ならＳＤＡ端子の値を０にする
　　　　　　　　}
　　　　　　　　delay（）；　　　　　　・・・　送信時間待ち
　　　　　　　　I2C_H_CLK（）；　　　・・・　クロックをＨｉｇｈにした後
　　　　　　　　I2C_L_CLK（）；　　　・・・　クロックをＬｏｗにすることで１ビット送信される
　　　　　　　　data＜＜=１；　　　　・・・　送信対象ビット上位側に１ビットシフトする
　　　　｝　　　　　　　　　　　　　・・・　以上の動作を８回繰り返すことによって１バイト送信される
　　　　I2C_SDA_IN；　　　　　　　・・・　ＳＤＡ端子に指定したｐ１＿０を入力に設定する
　　　　I2C_H_CLK();　　　　　　　・・・　ＣＬＫ端子をＨｉｇｈにしたのち
　　　　I2C_L_CLK();　　　　　　　・・・　Ｌｏｗにするとａｃｋ確認状態になる
　　　　ack=I2C_SDA_data；　　　　・・・ ａｃｋ信号を受信する
　　　　I2C_SDA_OUT；　　　　　　・・・　ＳＤＡ端子ｐ１＿０を出力にする
　　　　delay（）；　　　　　　　　・・・　時間待ち
　　　　return ack；　　　　　　　　・・・　ａｃｋ信号を返す
　｝

（６）読み込みの基本関数

　　戻り値 ：読み込んだ８ﾋﾞｯﾄﾃﾞｰﾀ

　static unsigned char I2C_read(void)
　{
　　　int i；
　　　unsigned char data；
　　　data　=　0；
　　　I2C_SDA_IN；　　　　・・・　ＳＤＡ端子に指定したｐ１＿０を入力に設定する
　　　for(i=0；i<8；i++){
　　　　　data＜＜=１；　　　　・・・　最上位ビットから入力していく
　　　　　I2C_S_SCL；　　　　　・・・　Ｉ２Ｃクロック端子ｐ１＿１を１にする
　　　　　delay（）；
　　　　　data　|=I2C_SDA_data；・・・データポートｐ１＿０の値をｄａｔａに入れる
　　　　　I2C_C_SCL；　　　　　・・・　Ｉ２Ｃクロック端子ｐ１＿１を０にすることで１ビット受信
　　　　　delay（）；　　　　　・・・　８回繰り返すことによって１バイト受信する
　　　｝
　　　I2C_S_SCL；　　　　　　　・・・　ｓｔｏｐコンディション
　　　delay（）；
　　　I2C_S_SDA；
　　　delay（）；　　　　　　　・・・　通信停止完了する
　　　I2C_C_SDA；
　　　delay（）；
　　　I2C_C_SCL；　　　　　　　・・・　次の通信準備へ遷移
　　　delay（）；
　　　return　data；　　　　　　・・・　受信データを返す
　}

（７）　プログラムの作成

　本プログラムでは、ＳＣＬ（シリアルクロックライン）をｐ１＿１、ＳＤＡ（シリアルデータライン）をｐ１＿０に指定しています。Ｍ１２ＡではＩ２Ｃはハード的には実装されていませんので、ソフトでＩ２Ｃを実装しています。従って、端子定義を変更するだけで、自由に他のポートに変更することが可能です。


1)メインプログラム　M12_I2C_LCD.c

　　#include ”sfr_r8m12a.h”; /* R8C/M12A SFRの定義ファイル */
　　#include ”i2clcd_ctrl.h”;

　　unsigned int i;

　　void main(void)
　　{

　　　　init();
　　　　I2C_LCD_init(); // LCD初期化
　　　　I2C_SDA_OUT; // SDAﾋﾟﾝ出力に設定
　　　　I2C_LCD_cursor(1,0); // 1行目0より表示
　　　　I2C_LCD_str("ｱｷﾂｷLCD"); // 表示文字列出力
　　　　wait_ms(1000);
　　　　I2C_LCD_cursor(2,0); // 2行目0より表示
　　　　I2C_LCD_str("ﾃｽﾄ");
　　　　wait_ms(1000);
　　　　/* I2C_LCD_clear(); // LCDｸﾘﾔｰの後は最低でも2ms以上ｳｴｲﾄ*/
　　　　while(1);
　　}

　　void init(void)
　　{
　　　　int i;

　　　　/**** 高速ｵﾝﾁｯﾌﾟｵｼﾚｰﾀで動作する場合 ****/
　　　　prc0 = 1; // ﾌﾟﾛﾃｸﾄﾚｼﾞｽﾀ解除
　　　　hocoe = 1; // 高速ｵﾝﾁｯﾌﾟｵｼﾚｰﾀ発振開始
　　　　for(i=0;i<50;i++); //発振安定まで待つ
　　　　hscksel =1; // 高速ｵﾝﾁｯﾌﾟｵｼﾚｰﾀ選択ﾋﾞｯﾄを1にする
　　　　scksel =1; // ｼｽﾃﾑ基準ｸﾛｯｸを高速にする
　　　　prc0 = 0; // ﾌﾟﾛﾃｸﾄﾚｼﾞｽﾀ禁止
　　　　pd1 =0xff; // ポートディレクションレジスタ１ 全て出力ポート設定
　　　　p1 =0x00;
　　//pur4 =0b11100100;
　　//pd4 =0x04; //p4_2(TXD0)出力p4_6(RXD0)入力
　　}


２）ＬＣＤ制御関数　i2Clcd_ctrl_.c

　　#include "sfr_r8m12a.h" /* R8C/M12A SFRの定義ファイル */
　　#include "i2clcd_ctrl.h"

　　/*液晶初期化関数*/
　　void I2C_LCD_init(void)
　　{
　　　　wait_ms(100);
　　　　I2C_LCD_cmd(0x38); // Function set 8bit 21Line Normal mode
　　　　wait_us(30);
　　　　I2C_LCD_cmd(0x39); // Function set 8bit 21Line Extended mode
　　　　wait_us(30);
　　　　I2C_LCD_cmd(0x14); // Internal OSC Frequency 183Hz BIAS 1/5
　　　　wait_us(30);
　　　　I2C_LCD_cmd(0x35); // Contrast set 0x70:2.7V 〜 0x30:3.0v 0x35
　　　　wait_us(30);
　　　　I2C_LCD_cmd(0x56); // Power Icon Contrast control
　　　　wait_us(30);
　　　　I2C_LCD_cmd(0x6c); // Follow control 3.3v
　　　　wait_ms(400);
　　　　I2C_LCD_cmd(0x38); // Set normal mode
　　　　wait_us(30);
　　　　I2C_LCD_cmd(0x0c); // Display ON
　　　　wait_us(30);
　　　　I2C_LCD_cmd(0x01); // Clear Display
　　　　wait_ms(10);
　　}

　　/+タイマ本体 us単位のwait関数*/
　　void wait_us(unsigned long usec)
　　{
　　　　usec = (usec * CLOCK) / 45000;
　　　　while(usec --);{}
　　}

　　/* タイマ本体 ms単位のwait関数 */
　　void wait_ms(unsigned long msec)
　　{
　　　　unsigned int i;
　　　　for(i=0;i<msec;i++){
　　　　　　　　wait_us(1000);
　　　　}
　　}

　　/* 6usの遅れ関数 */
　　void delay(void)
　　{
　　　　unsigned char i;
　　　　for(i=0;i<5;i++){}
　　}

　　/* 開始条件 */
　　void I2C_start(void)
　　{
　　　　I2C_SDA_OUT;
　　　　I2C_H_CLK();
　　　　I2C_S_SDA;
　　　　delay();
　　　　I2C_C_SDA;
　　　　delay();
　　　　I2C_L_CLK();
　　　　delay();
　　}

　　/* 終了条件 */
　　void I2C_stop(void)
　　{
　　　　I2C_SDA_OUT;
　　　　I2C_L_CLK();
　　　　I2C_C_SDA;
　　　　delay();
　　　　I2C_H_CLK();
　　　　delay();
　　　　I2C_S_SDA;
　　　　delay();
　　}

　　/* ｸﾛｯｸをHighにする */
　　void I2C_H_CLK(void)
　　{
　　　　I2C_S_SCL;
　　　　delay();
　　}

　　/* ｸﾛｯｸをLowにする */
　　void I2C_L_CLK(void)
　　{
　　　　I2C_C_SCL;
　　　　delay();
　　}

　　/* ACKNOWLEDGE */
　　void ack(void)
　　{
　　　　I2C_SDA_IN;
　　　　I2C_S_SCL;
　　　　delay();
　　　　I2C_C_SCL;
　　　　delay();
　　　　I2C_SDA_OUT;
　　}

　　/* 書き込みの基本関数 */
　　/* 引数 data 8ﾋﾞｯﾄﾃﾞｰﾀ */
　　/* 戻り値 ack */
　　int I2C_write(unsigned char data)
　　{
　　　　int i;
　　　　int ack;
　　　　I2C_SDA_OUT;
　　　　for(i=0;i<8;i++){ // 1ﾋﾞﾄ毎にｸﾛｯｸと共に送信
　　　　　　　　if(data & 0x80){
　　　　　　　　　　　　I2C_S_SDA;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　else{
　　　　　　　　　　　　I2C_C_SDA;
　　　　　　　　}
　　　　　　　　delay();
　　　　　　　　I2C_H_CLK();
　　　　　　　　I2C_L_CLK();
　　　　　　　　data<<=1;
　　　　}
　　　　I2C_SDA_IN;
　　　　I2C_H_CLK();
　　　　I2C_L_CLK();
　　　　ack=I2C_SDA_data;
　　　　I2C_SDA_OUT;
　　　　delay();
　　　　return ack;
　　}

　　/* 読み込み基本関数 */
　　/* 引数 なし */
　　/* 戻り値 読み込んだ８ﾋﾞｯﾄﾃﾞｰﾀ */
　　static unsigned char I2C_read(void)　
　　{
　　　　int i;
　　　　unsigned char data;

　　　　data=0;
　　　　I2C_SDA_IN;
　　　　for(i=0;i<8;i++){
　　　　　　　　data<<=1;
　　　　　　　　I2C_S_SCL;
　　　　　　　　delay();
　　　　　　　　data |=(I2C_SDA_data);
　　　　　　　　I2C_C_SCL;
　　　　　　　　delay();
　　　　}
　　　　I2C_S_SCL;
　　　　delay();
　　　　I2C_S_SDA;
　　　　delay();
　　　　I2C_C_SDA;
　　　　delay();
　　　　I2C_C_SCL;
　　　　delay();
　　　　return data;
　　}

　　/* 液晶へのｺﾏﾝﾄﾞ出力関数 */
　　void I2C_LCD_cmd(unsigned char cmd)
　　{
　　　　I2C_start(); // ｽﾀｰﾄｺﾝﾃﾞｨﾞｼｮﾝ
　　　　I2C_write(AD); // ｱﾄﾞﾚｽ指定
　　　　// C0+RS+000000 C0=1:連続で通信可 C0=0:stopｺﾝﾃﾞｨｼｮﾝで終了
　　　　// RS=0:次のﾊﾞｲﾄでｺﾝﾄﾛｰﾙｺｰﾄﾞ送信可能
　　　　// I2C_write(0x80); // 次はｺﾏﾝﾄﾞ出力を指定 連続
　　　　I2C_write(0x00); // 次はｺﾏﾝﾄﾞ出力を指定 連続ではない
　　　　I2C_write(cmd); // ｺﾏﾝﾄﾞ送信出力
　　　　I2C_stop(); // ｽﾄｯﾌﾟｺﾝﾃﾞｨｼｮﾝ
　　　　wait_us(50);
　　　　// delay();
　　}

　　/* 液晶への１文字出力関数 */
　　void I2C_LCD_data(unsigned char data)
　　{
　　　　I2C_start(); // ｽﾀｰﾄｺﾝﾃﾞｨﾞｼｮﾝ
　　　　I2C_write(AD); // ｱﾄﾞﾚｽ指定
　　　　// C0+RS+000000 C0=1:連続で通信可 C0=0:stopｺﾝﾃﾞｨｼｮﾝで終了
　　　　// RS=1:次のﾊﾞｲﾄでﾃﾞｰﾀ出力を指定
　　　　// I2C_write(0xc0); // 次はﾃﾞｰﾀ出力を指定 連続
　　　　I2C_write(0x40); // 次はﾃﾞｰﾀ出力を指定 連続ではない
　　　　I2C_write(data); // 1文字ﾃﾞｰﾀ出力
　　　　I2C_stop(); // ｽﾄｯﾌﾟｺﾝﾃﾞｨｼｮﾝ
　　　　wait_us(50);
　　　　// delay();
　　}

　　/* 液晶への文字列表示関数 */
　　void I2C_LCD_str(char* ptr)
　　{
　　　　while(*ptr !=0){
　　　　　　I2C_LCD_data(*ptr++);
　　　　}
　　}

　　/* 液晶画面のｸﾘｬｰ関数 */
　　void I2C_LCD_clear(void)
　　{
　　　　I2C_LCD_cmd(0x01);
　　}

　　/* 液晶のカーソル位置設定関数 */
　　void I2C_LCD_cursor(unsigned char line,unsigned char cursor)
　　{
　　　　if(line == 1){
　　　　　　　　I2C_LCD_cmd(0x80 | cursor);
　　　　}
　　　　else{
　　　　　　　　I2C_LCD_cmd(0xc0 | cursor);
　　　　}
　　}



３）ヘッダーファイル　i2clcd_ctrl.h

　　#define I2C_S_SCL p1_1=1 // I2Cｸﾛｯｸ p1_1を1にする
　　#define I2C_C_SCL p1_1=0 // I2Cｸﾛｯｸ p1_1を0にする
　　#define I2C_S_SDA p1_0=1 // I2Cﾃﾞｰﾀ p1_0を1にする
　　#define I2C_C_SDA p1_0=0 // I2Cﾃﾞｰﾀ p1_0を0にする
　　#define I2C_SDA_IN pd1_0=0 // p1_0を入力ﾎﾟｰﾄに設定
　　#define I2C_SDA_OUT pd1_0=1 // p1_0を出力ﾎﾟｰﾄに設定
　　#define I2C_SDA_data p1_0 // ﾃﾞｰﾀﾎﾟｰﾄをp1_0に設定
　　#define AD 0x7c // ｱﾄﾞﾚｽ　0B 0111 110+0(c/w)
　　#define CLOCK 20000
　　/*======================================*/
　　/* プロトタイプ宣言 */
　　/*======================================*/
　　void init(void);
　　void wait_us(unsigned long usec); // us単位のﾀｲﾏ
　　void wait_ms(unsigned long msec); // ms単位のﾀｲﾏ
　　void delay(void); // 6usの遅延関数
　　void I2C_start(void); // I2C開始
　　void I2C_stop(void); // I2Cｽﾄｯﾌﾟ
　　void ack(void); // ACKNOWLEDGE信号受信
　　void I2C_H_CLK(void); // ｸﾛｯｸHigh
　　void I2C_L_CLK(void); // ｸﾛｯｸLow
　　void I2C_LCD_init(void); // lcd初期化関数
　　int I2C_write(unsigned char data); // 書き込みの基本関数
　　static unsigned char I2C_read(void); // 読み込みの基本関数
　　void I2C_LCD_cmd(unsigned char cmd); // 液晶へのｺﾏﾝﾄﾞ出力関数
　　void I2C_LCD_data(unsigned char data);// 液晶への１文字出力関数
　　void I2C_LCD_str(char* ptr); // 液晶への文字列表示関数
　　void I2C_LCD_clear(void); // 液晶のｸﾘｬｰ関数

　　// ｶｰｿﾙ位置設定関数　line(行数):1 or 2 cursor(左端からの位置):0〜f
　　void I2C_LCD_cursor(unsigned char line,unsigned char cursor;