I2C für Tiny26 - Assembler.

[s.o.]

Hi @all.

Ich habe eine Frage wegen einer I2C-Routine in Assembler für USIP. Leider wenn ich die SPA und SCl im Avr-Studio Teste springt der Interrupt nicht an.

Was habe ich falsch gemacht? oder liegt das am Avr-Studio?

Nochetwas: Irgendwie springt der (nachdem man das Interrupt manuell eingesetzt hat, und Daten gesendet hat, nie zurück. Was ist dort falsch?

Hier mal der Source:

; This program emulates an I2C bus expander PCF8574 on address 0x40.
; Fuses:
; RSTDISBL programmed (0) - External Reset disabled
; BODEN unprogrammed (1) - Brown out detector disabled
; PLLCK unprogrammed (1) - PLL disabled
; CKOPT unprogrammed (1) - internal capacitors for an Xtal oscillator disabled
; SUT=10 - long start-op time 65ms
; CKSEL=0100 - Internal RC Oscillator 8MHz

.include "tn26def.inc"

; port A - parallel data

; port B
.equ	SDA		=0
.equ	PAR_STROBE	=1	;control
.equ	SCL		=2
.equ	PAR_ERROR	=3	;status
.equ	PAR_INIT	=4	;control
.equ	PAR_BUSY	=5	;status
.equ	PAR_ACK		=6	;status

.def	Flags		=r16
; meaning of individual bits
.equ	START_DETECTED	=7	;set by the USI Start handler when the start
				;condition detected

.def	Temp1		=r17	;local temporary variable
.def	DeviceAddress	=r18

.org	0x0000

		rjmp	reset		;Reset handler
		reti			;IRQ0 handler
		reti			;Pin change handler
		reti			;Timer1 compare match 1A
		reti			;Timer1 compare match 1B
		reti			;Timer1 overflow handler
		reti			;Timer0 overflow handler
		rjmp	usi_strt	;USI Start handler
		reti			;USI Overflow handler
		reti			;EEPROM Ready handler
		reti			;Analog Comparator handler
		reti			;ADC Conversion Handler

reset:		ldi	Temp1,RAMEND
		out	SP,Temp1

		ldi	Temp1,0x00
		out	PORTA,Temp1
		out	DDRA,Temp1
		out	PORTB,Temp1
		out	DDRB,Temp1

; USI settings:
; Start Condition Interrupt Enable
; Counter Overflow Interrupt Enable
; Two-wire mode
; Shift Register Clock Source - External, positive edge
; 4-bit Counter Clock Source - External, both edges
		ldi	Temp1,(1<<USISIE)+(0<<USIOIE)+(1<<USIWM1)+(0<<USIWM0)+(1<<USICS1)+(0<<USICS0)+(0<<USICLK)
		out	USICR,Temp1
		sei

main_loop:	cbi	DDRB,SDA
		cbr	Flags,(1<<START_DETECTED)
		ldi	Temp1,(1<<USIPF)
		out	USISR,Temp1
; wait for the start condition
main_1:		sbrs	Flags,START_DETECTED
		rjmp	main_1
; start condition detected
start_cond:	cbr	Flags,(1<<START_DETECTED)
		ldi	Temp1,(1<<USIOIF)+0x0F	;1 SCL edge
		out	USISR,Temp1
; skip the first falling SCL edge after the start condition
main_2:	;	sbic	USISR,USIPF	;stop condition detected?
	;	rjmp	main_loop
		sbrc	Flags,START_DETECTED ;start condition detected?
		rjmp	start_cond
		sbis	USISR,USIOIF
		rjmp	main_2
		ldi	Temp1,(1<<USIOIF)+0x00	;10 SCL edges
		out	USISR,Temp1
; wait until the master sends the Device Address
main_3:	;	sbic	USISR,USIPF	;stop condition detected?
	;	rjmp	main_loop
		sbrc	Flags,START_DETECTED ;start condition detected?
		rjmp	start_cond
		sbis	USISR,USIOIF
		rjmp	main_3
		in	DeviceAddress,USIDR
		mov	Temp1,DeviceAddress
		andi	Temp1,0xFE	;ignore the R/W bit
		cpi	Temp1,0x40	;PCF8574 device address
		brne	main_loop
; valid Device Address received from the master,
; read or write?
		sbrc	DeviceAddress,0	;R/W bit
		rjmp	read

; prepare the ATtiny26 to send the ACK bit to the master
write_loop:	ldi	Temp1,(1<<USIOIF)+0x0E	;2 SCL edges
		out	USISR,Temp1
		cbi	PORTB,SDA
		sbi	DDRB,SDA
; wait until the master reads the ACK bit
write_1:	sbis	USISR,USIOIF
		rjmp	write_1
		cbi	DDRB,SDA
; the master sends data to the ATtiny26
		ldi	Temp1,(1<<USIOIF)+0x00	;16 SCL edges
		out	USISR,Temp1
		ldi	Temp1,0		;ACK=0
		out	USIDR,Temp1	;bit 0 will be send as ACK
; wait until the master sends the Data Byte
write_2: ;	sbic	USISR,USIPF	;stop condition detected?
	;	rjmp	main_loop
		sbrc	Flags,START_DETECTED ;start condition detected?
		rjmp	start_cond
		sbis	USISR,USIOIF
		rjmp	write_2
		in	Temp1,USIDR
		com	Temp1
		out	DDRA,Temp1
		rjmp	write_loop

; prepare the ATtiny26 to receive the ACK bit from the master
read:		ldi	Temp1,(1<<USIOIF)+0x0E	;2 SCL edges
		out	USISR,Temp1
		cbi	PORTB,SDA
		sbi	DDRB,SDA
; wait until the master reads the ACK bit
read_1:		sbis	USISR,USIOIF
		rjmp	read_1
;
; the master reads data from the ATtiny26
read_loop:	in	Temp1,PINA
		out	USIDR,Temp1
		ldi	Temp1,(1<<USIOIF)+0x00	;16 SCL edges
		out	USISR,Temp1
		sbi	PORTB,SDA
		sbi	DDRB,SDA
; wait until the master reads the Data Byte
read_2:		sbis	USISR,USIOIF
		rjmp	read_2
		cbi	DDRB,SDA
; prepare the ATtiny26 to receive the ACK bit from the master
		ldi	Temp1,(1<<USIOIF)+0x0E	;2 SCL edges
		out	USISR,Temp1
; wait until the master sends the ACK bit
read_3:	;	sbic	USISR,USIPF	;stop condition detected?
	;	rjmp	main_loop
		sbrc	Flags,START_DETECTED ;start condition detected?
		rjmp	start_cond
		sbis	USISR,USIOIF
		rjmp	read_3
		in	Temp1,USIDR
		sbrs	Temp1,0		;test the ACK bit	
		rjmp	read_loop
; no acknowledge, wait for a stop or start condition
read_4:	;	sbic	USISR,USIPF	;stop condition detected?
	;	rjmp	main_loop
		sbrc	Flags,START_DETECTED ;start condition detected?
		rjmp	start_cond
		rjmp	read_4


; USI Start handler - called when the start condition detected
usi_strt:	push	Temp1
		in	Temp1,SREG
		push	Temp1
		ldi	Temp1,(1<<USISIF)
		out	USISR,Temp1
		sbr	Flags,(1<<START_DETECTED)
		pop	Temp1
		out	SREG,Temp1
		pop	Temp1
		reti

Grüße

s.o.

[uffi]

hast Du den Code selbst geschrieben?
bin auch an dem Thema interessiert.
Hast Du das Problem schon gelöst?
Die Start-Condition geht ja davon aus, dass die SDA Leitung auf low geht, während SCL low ist. Kann man diese Dynamik im AVR Simulator überhaupt nachbilden?

[izaseba]

Hallo,
der AVR Simulator unterstützt USI nicht, das kann man nur mit Onboard Debugger testen z.B. einem Dragon

Gruß Sebastian

[Hanni]

hast Du den Code selbst geschrieben?
bin auch an dem Thema interessiert.

Als kleinen Tip: Atmel bietet auch hierzu ne Appnote an.

Grüße,
Hanni

[uffi]

Hab jetzt den Assembler Code oben auf einem ATtiny26 als Slave impementiert und lasse ihn von einem ATMEGA16 als Master addressieren (mit der Software-Bibliothek von Peter Fleury -> das Assembler File, welches mit jedem AVR-Pin läuft auch ohne TWI support). In der Assembler Routine des Slaves (siehe oben) wird beim Warten auf den USI overflow ja in der Warteschleife immer auch überprüft, ob eine neue Start- oder eine Stop-Condition vorliegt. Im Code oben ist die Abfrage der Stop-Condition auskommentiert.

So, nun das überraschende: Der Assembler Code des Slave (siehe oben) läuft und empfängt die Adresse und das Command-Byte richtig, so lange ich nicht die Stop-Condition abfrage. Sobald ich dies aber tue, wird die I2C Kommunikation sofort abgebrochen, weil offenbar eine Stop-Condition vorliegt. Ich hab die Signale am Oszi angeschaut und da ist aber definitiv keine Stop-Condition vorhanden, erst am Ende der Übertragung.

Also hatte das wohl schon seinen Grund, dass der Autor des Codes oben die Abfrage der Stop-Condition auskommentiert hatte.

Hat jemand eine Erklärung für dieses unerwartete Verhalten? Kann das eine Störung sein, die man am Oszi nicht sieht? Oder ist das ein bekannter Fehler mit dem Stop-Condition Bit (USIPF) im USISR (USI Status Register?

Danke und Gruß, uffi.

[izaseba]

Hat jemand eine Erklärung für dieses unerwartete Verhalten? Kann das eine Störung sein, die man am Oszi nicht sieht? Oder ist das ein bekannter Fehler mit dem Stop-Condition Bit (USIPF) im USISR (USI Status Register?

Ich habe hier einen USI slave seit paar Monaten auf einem Tiny24 laufen, ich prüfe auch den USIPF, kann aber keine Probleme feststellen.
Der Slave rennt um sein Leben

Hier mal mein USI_STRaddr Interrupt:

usi_start:
	in sregret,SREG
	in tmpi1,USISR
	ldi USI_TWI_OVERFLOW_STATUS,USI_SLAVE_CHECK_ADDRESS
	cbi USI_DDR,USI_SDA
usi_start1:
	sbrc tmpi1,USIPF
	rjmp usistart2
	sbic USI_PIN,USI_SCL
	rjmp usi_start1
usistart2:
	ldi tmpi1,(1<<USISIE)|(1<<USIOIE)|(1<<USIWM1)|(1<<USIWM0)|(1<<USICS1)
	out USICR,tmpi1
	ldi tmpi1,(1<<USISIF)|(1<<USIOIF)|(1<<USIPF)|(1<<USIDC)
	out USISR,tmpi1
	out SREG,sregret
	reti

Gruß Sebastian

P.S. Achso, als Master habe ich bis jetzt Hardware Twi von m8 m16 und m128 gehabt.

[uffi]

Hallo izaseba,

danke für Deine ausführliche Antwort. Nachdem Dein Code ja gut läuft: kannst Du mir die ganze Assembler-Source für Deinen Slave zur Verfügung stellen? Das wäre super nett.

Ich habe den Autor des Original-Codes, den s.o. oben eingestellt hat, ausfindig gemacht, es ist Piotr Piatek [piotr433@pisi.com.pl], der Code stammt orginal von dieser Internet Seite:

http://www.pisi.com.pl/piotr433/pcf_12.asm

Ich habe folgendes Statement von Piotr erhalten:

Hello Dirk,

On Mon, 26 Nov 2007 15:18:24 +0100, you wrote:

>Now the surprise: your code works properly and the address and command
>byte are well received by the slave, as long as the check for a stop
>condition is left as comment as in your original file. However, when
>removing the comment signs and thereby activating the check of a stop
>condition in the wait loops for USI overflow, the I2C communication is
>always stopped. I watched the signals on osci. I could not find a stop
>condition except at the end of transmission.
>
>Do you have an explanation?

I experienced the same behaviour, but couldn't explain it. The USIPF bit seemed to be permanently set regardless of the bus state. An attempt to clear it by software failed as well. I don't know whether this was a bug in the silicon, or did I misunderstand the datasheet.

>Obviously, you had a reason to comment the check for stop condition and
>not use it in the real code?

It was only a quick fix to make the code work. Eventually I decided to abandon the USI at all, and to do everything in software.

Later I found a similar I2C slave implementation written by someone else (in the attachment, not tested). Please note that it doesn't check for stop condition, either.

Best regards

Piotr

Ich vermute nun, dass die Stop-Condition-Flag USIPF in dem Code versehentlich jeweils in folgender Anweisung gesetzt wird, da das Bit USIPF (in USISR) laut Datenbuch nur durch Beschreiben mit einer 1 gelöscht wird (also möglicherweise durch Schreiben einer 0 dann auch gesetzt wird?):

• ldi Temp1,(1<<USIOIF)+0x00 ;10 SCL edges
  out USISR,Temp1

Was meint ihr? Ich werd es heute abend ausprobieren.

Gruß, uffi.[/b]

[izaseba]

Hallo uffi,
Ich habe Dir eine Mail geschickt.

Gruß Sebastian

[oberallgeier]

Hallo uffi und izaseba,

MEIN GLÜCK dass ich über diesen Thread gestolpert bin. Vielleicht könnt Ihr mir helfen, bitte?

Ich will auf einem 2313 zwei Motoren ansteuern (L293) und zwei Encoder auslesen. Die Motorvorgaben und Encoderwerte sollen mit einem anderen Controller ausgetauscht werden. Nun habe ich allererste Ergebnisse mit ner RS232 in C (mit viel Hilfe von anderen) - aber der Maschinencode ist da relativ lang. Ich will nur jeweils vier, max acht Werte (etwa vier Bytes und zwei words) hin- und vier, max acht andere Werte zurückschaufeln. Jetz sehe ich, dass Ihr I2C auf den Tiny´s in Assembler macht. Bascom kann und will ich nicht, C ist bei mir noch völlig ungenügend - aber ich lerne, Assembler mit AVR geht relativ gut.

Kann ich(man) den Code von s.o. dafür nehmen? Den Code für Tiny26 könnte ich ja schnell umändern für den 2313. Und I2C kann ja wohl bequem ohne externen Quarz laufen, ich könnte den max232 sparen und ein Interrupt-Timer für PWM wär wohl kein Problem! Wie habt Ihr die Fallstricke gelöst? Was muss ich am Code oben ändern?

Danke im Voraus,

[Besserwessi]

Zum Verbinden von 2 Controllern ist I2C nicht allzu gut geeignet. Einen I2C Master, wie ober zu programmieren ist relativ einfach gegen den slave (gegenseite). Vermutlich wäre SPI einfacher, denn es wird von der Hardware unterstützt (USI Modul). Auch die UART wäre möglich, besonders wenn beide Prozessoren vom gleichen Takt gespeißt werden. Wenn die Verbindung über kurze Distanzen ist, kann man die MAX232 natürlich weglassen und die Daten direkt auf CMOS Pegel übertragen.
Das der Maschinen code den der C Compliler für die UART communication ausgibt lang ist, hat nicht viel zu sagen, das ist auch bei einem "Hallo World" schon so. Der Code für I2C wird ziehmlich sicher deutlich länger.