PmodRTCC

Drugi z prezentowanych w tej części modułów to PmodRTCC zawierający zegar czasu rzeczywistego z kalendarzem oparty o układ Microchip MCP79410. Układ ten umożliwia dodatkowo ustawienie dwóch alarmów, generację fali prostokątnej, a także korzystanie z pamięci EEPROM (128 B) i SRAM (64 B). Do obsługi modułu PmodRTCC została udostępniona biblioteka RTCCI2C dostępna na stronie producenta: https://reference.digilentinc.com/pmod/pmod/rtcc/example_code. Jest ona przeznaczona dla środowiska MPIDE, dlatego na potrzeby opisywanego przykładu musiała ona zostać modyfikowana tak, aby mogła być użyta w środowisku Atollic z mikrokontrolerem STM32L496ZGT6.

Fotografia 4. Moduł PmodRTCC

Połączenie z modułem KAmeleon

Moduł PmodRTCC posiada 8-pinowe złącze dla interfejsu I2C (J2) i 2-pinowe złącze J1 zawierające piny MFP (Multi-Function Pin), a także GND. Pin MFP może pełnić różne funkcje, zależnie od konfiguracji układu – w prezentowanym przykładzie będzie on źródłem przerwań wywołanych wystąpieniem alarmu. Sygnały modułu PmodRTCC podłączono do złącza oznaczonego jako ARDUINO CONNECTOR na płytce KAmeleon zgodnie z tabelą 4 i fotografią 5.

Tabela 4. Sposób podłączenia modułu PmodRTCC do złącza ARDUINO CONNECTOR zestawu KAmeleon

Fotografia 5. Moduł PmodRTCC podłączony do płytki KAmeleon

Kod przykładu

Za obsługę interfejsu I2C odpowiadają trzy zmodyfikowane metody klasy RTCCI2C: begin, readValue i writeValue. Pierwsza z nich, przedstawiona na listingu 5, odpowiada za konfigurację interfejsu I2C4, a także pinu PB10 do obsługi przerwania. Przerwanie jest wykrywane na zboczu opadającym sygnału MFP w momencie wystąpienia alarmu. Dla komunikacji I2C konfigurowane są dwa piny – PF14 i PF15 oraz interfejs I2C4. Dla tego ostatniego konieczne jest podanie wartości rejestru TIMINGR, przedstawionego na rysunku 6. Jest on odpowiedzialny za generację odpowiednich przebiegów czasowych na liniach SDA i SCL: SCLL i SCLH definiują długość stanu niskiego i wysokiego sygnału SCL, SCLDEL oznacza opóźnienie pomiędzy ustawieniem wartości na linii danych a zboczem narastającym sygnału zegarowego, natomiast SDADEL opóźnienie pomiędzy zboczem opadającym zegara, a zmiana stanu na linii danych. Pole PRESC wyznacza dzielnik sygnału zegarowego taktującego układ I2C mikrokontrolera.

Listing 5. Konfiguracja interfejsu I2C do komunikacji z modułem PmodRTCC

void RTCCI2C::begin()
{
	__HAL_RCC_I2C4_CLK_ENABLE();
	__HAL_RCC_GPIOB_CLK_ENABLE();
	__HAL_RCC_GPIOF_CLK_ENABLE();
	GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_IT_FALLING;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_PULLUP;
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_10;
	HAL_GPIO_Init(GPIOB, &GPIO_InitStruct);
	HAL_NVIC_SetPriority(EXTI15_10_IRQn, 2, 0);
	HAL_NVIC_EnableIRQ(EXTI15_10_IRQn);
	GPIO_InitStruct.Mode = GPIO_MODE_AF_OD;
	GPIO_InitStruct.Pull = GPIO_NOPULL;
	GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_VERY_HIGH;
	GPIO_InitStruct.Alternate = GPIO_AF4_I2C4;
	GPIO_InitStruct.Pin = GPIO_PIN_14 | GPIO_PIN_15;
	HAL_GPIO_Init(GPIOF, &GPIO_InitStruct);
	this->i2c.Instance = I2C4;
	this->i2c.Init.AddressingMode = I2C_ADDRESSINGMODE_7BIT;
	this->i2c.Init.DualAddressMode = I2C_DUALADDRESS_DISABLE;
	this->i2c.Init.GeneralCallMode = I2C_GENERALCALL_DISABLE;
	this->i2c.Init.NoStretchMode = I2C_NOSTRETCH_DISABLE;
	this->i2c.Init.OwnAddress1 = 0x01;
	this->i2c.Init.Timing = 0x10563046;
	HAL_I2C_Init(&this->i2c);
}

Rysunek 6. Definicja rejestru I2C_TIMINGR (źródło: dokumentacja mikrokontrolera STM32L496ZG)

Funkcje odpowiedzialne za komunikację z modułem PmodRTCC przedstawiono na listingu 6. Wykorzystują one blokujące wywołania HAL_I2C_Master_Transmit i HAL_I2C_Master_Receive biblioteki STM32Cube.

Listing 6. Funkcje realizujące odczyt i zapis rejestru.

{
	uint8_t value = 0;
	HAL_I2C_Master_Transmit(&this->i2c, RTCC_I2C_ADDR, &address, 1, 100);
	HAL_I2C_Master_Receive(&this->i2c, RTCC_I2C_ADDR, &value, 1, 100);
	return value;
}

void RTCCI2C::writeValue(uint8_t address, uint8_t value)
{
	uint8_t data[2] = {address, value};
	HAL_I2C_Master_Transmit(&this->i2c, RTCC_I2C_ADDR, data, 2, 100);
}

Konfiguracja rejestrów MCP79410

Oprócz wymienionych funkcji, klasa RTCCI2C zawiera także metody konfigurujące poszczególne rejestry układu MCP79410. W tabeli 5 wymieniono funkcje użyte w kodzie przykładu. Wszystkie wartości są zapisywane i odczytywane w kodzie BCD.

Tabela 5. Metody klasy RTCCI2C użyte w przykładzie

Funkcja main

Funkcję main przykładowej aplikacji przedstawiono na listingu 7. Konfiguruje ona moduł PmodRTCC i ustawia datę: Niedziela, 4. marca 2018 23:15:30. Następnie ustawiany jest alarm na 10 sekund od zdefiniowanej daty. Pętla główna, za pomocą funkcji pomocniczej printTime, co sekundę odczytuje datę i godzinę. Odczytane wartości są od razu wysyłane na port szeregowy LPUART1. Alarm jest sygnalizowany przez zapalenie diody LED1 podłączonej do pinu PC7. Port szeregowy LPUART1 jest konfigurowany i obsługiwany za pomocą kodu znajdującego się w pliku serial.c, natomiast sterownik diody został umieszczony w pliku led.c.

Listing 7. Kod główny przykładowej aplikacji

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  Serial_Config();
  Led_Config();
  RTCCI2C myRTCC;
  myRTCC.begin();
  //set the real time clock
  myRTCC.stopClock();
  myRTCC.setSec(RTCC_RTCC, 0x30);
  myRTCC.setMin(RTCC_RTCC, 0x15);
  myRTCC.setHour(RTCC_RTCC, 0x11, RTCC_PM);
  myRTCC.setDay(RTCC_RTCC, 0x07);
  myRTCC.setDate(RTCC_RTCC, 0x04);
  myRTCC.setMonth(RTCC_RTCC, 0x03);
  myRTCC.setYear(0x18);
  // Set the alarm for 10 seconds after written time.
  myRTCC.setSec(RTCC_ALM0, 0x40);
  myRTCC.setMin(RTCC_ALM0, 0x15);
  myRTCC.setHour(RTCC_ALM0, 0x11, RTCC_PM);
  myRTCC.setDay(RTCC_ALM0, 0x07);
  myRTCC.setDate(RTCC_ALM0, 0x04);
  myRTCC.setMonth(RTCC_ALM0, 0x03);
  myRTCC.enableAlarm(RTCC_ALM0, RTCC_ALMC2 | RTCC_ALMC1 | RTCC_ALMC0);
  myRTCC.startClock();
  while(1) {
    HAL_Delay(1000);
    printTime(&myRTCC, RTCC_RTCC);
  }
}