使用した電子部品たち２（I2C機器）

前のブログ内で、I2Cの通信を使って「日付・時間表示」や「圧力表示」させてみました。
　I2C通信とは、比較的低速な周辺チップとの接続に使われる接続方法です。マイコンで扱えるモジュールとして他には、「EEPROM」や「温度センサー」や「A/Dコンバーター」等があります。この接続の最大の利点は、GNDあわせて接続が３本で済むことで、私みたいにハンダでちまちまと回路を組んでいるひとには接続が楽になります。
　通信の送受信は、「マスター」と呼ばれる通信を制御する側（マイコンなど）と、「スレーブ」と呼ばれるI2C機器側に分かれていて、実質２本の配線を使って双方向やり取りを行います。
　図はマイコン（マスター）で制御をして２個のI2C機器（スレーブ）と通信する場合の接続例です。２本の信号線は電源から抵抗でプルアップさせるだけの接続です。この方法で最大１００個もの接続か可能となるらしいです。

　実際のプログラムの実装は、「マスター」側が全て通信の主導権を握って送受信を行います。「スレーブ」のI2C機器はそれぞれに「スレーブアドレス」を持っていてそのアドレスを送ってI2C機器を指定してやります。

機器との送受信方法はチョット複雑なので大雑把にイメージだけ…
「データの受信」は…

1. マスター側からI2C機器のアドレスを送ってやって通信を行う機器を指定してやる。
2. マスター側が欲しいデータのレジスタアドレスを送ってやる。
3. スレーブ側からそのレジスタアドレス対応するデータを送ってくれる。

「データの送信」は…

1. マスター側からI2C機器のアドレスを送ってやって通信を行う機器を指定してやる。
2. マスター側から送信したいデータのレジスタアドレスを送ってやる。
3. マスター側から送信したいデータを送る

実際は、読込み・書込みのモードをいちいち切換えたり、送受信の信号を確認しながら通信を行うので、プログラムはもうチョット複雑です。

んで…今回使ってみたI2C機器は以下の２つです。


①RTC-8564…リアルタイムクロック
「自作 時計 & 外気温をルームミラーに映してみた」や「クルマによく使用するPIC達 ３」で使いました。
日付・曜日・時間はもちろんのこと、指定時間に信号を出す「アラーム機能」や「タイマー」なども設定したりと機能は充実してます。
　うるう年などの日付の管理も自動でやってくれるので時間を扱うにはプログラムの書く手間が減ります。結構使えるICだと思います。
外部へクロックを出してくれる機能もあるので、今回のプログラムではそのクロックに乗せて１秒ごとにグラフィックLCDの更新をしています。
肝心の時間誤差は、バックミラーに表示させているプログラムは１ヶ月くらい連続使用していますが、思ってたよりも時間は狂ってません数秒程度です。



②MPL115A2…大気圧センサー
「クルマによく使用するPIC達 ３」で使いました。
大気圧（圧力）のセンサーです。けっこう本格的なセンサーで中には気圧補正用の温度センサーまで内蔵されています（実際には補正用のセンサなので実測しても実際の温度とは誤差があるらしいですけど…）。
本格的という事は結構大変な計算が必要となります。計算用に８個の測定係数がありその係数をI2Cでやり取りをして取得し複雑な変換をしないと実際の気圧が出ません。計算時に浮動小数点を使用するのでプログラム容量が大きくなります。複雑だったので何度も心が折れそうになりましたw
実際の測定値は他に調べるすべがないので確認できませんが、ネットで調べる限りでは妥当な計算値が出ていると思います。


最近では他にもいいセンサもあるので無理してI2C通信を使用しなくてもいいのですが、I2C通信ってのが何？って事を知りたかったので今回無理矢理使った感じです。
確かに配線はシンプルになるし、細かい測定や計算はICおまかせとなるのでプログラムが小さくて済みます。
マスターとなりうるマイコンは、相性や性能がある程度必要なので選択には注意が必要ですね。