' **********************************************************************
' * File:   k51ad4ch.bas - Rel. 1.1 con Bascom AVR IDE e LIB 1.11.7.4  *
' * Schede: GMB HR168 + GMM AM128 + K51-AVR                            *
' * GRIFO(R)   via Dell'Artigiano 8/6   40016 S. Giorgio di Piano (BO) *
' *     Tel. +39 051 892052                      Fax. +39 051 893661   *
' *     http://www.grifo.com                     http://www.grifo.it   *
' *     by Graziano Gaiba                               del 17.06.05   *
' **********************************************************************
'
' 17.06.05 - Rel 1.1 By Graziano Gaiba
' Questo demo permette di pilotare una periferica I2C BUS a bordo della K51-AVR,
' PCF8591, attraverso il modulo mini-BLOCK GMB HR168 ed un mini modulo grifo(r).
' Il PCF8591 e' dotato di quattro ingressi analogici per conversione A/D con
' risoluzione ad 8 bit, tutte le operazioni di conversione e la lettura della
' combinazione acquisita avvengono tramite interfaccia seriale sincrona I2C BUS.
' Il demo permette di impostare quale canale convertire tramite la tastiera del
' PC, e di leggere la combinazione sui display a 7 segmenti della K51-AVR.
'
'
' !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! IMPORTANTE !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
' Nel menu Options | Compiler | Chip, impostare:
'
'
' Chip:       M128
' HW Stack:   almeno 64
' Soft Stack: almeno 32
' Framesize:  almeno 64
'
'
'****************** Direttive del compilatore **************************
'
$regfile = "m128def.dat"
$crystal = 7372800
$baud = 19200
'
'
'****************** Dichiarazione delle costanti ***********************
'
Const Ee_timeout = 50000
' Operazioni di lettura TWI
Const Twi_ack = 1
Const Twi_nack = 0

Const Saa1064 = &H38                                        ' Slave address SAA1064
Const Wsaa1064 = &H70                                       ' Slave address SAA1064 in Write
Const Rsaa1064 = &H71                                       ' Slave address SAA1064 in Read
' ***************** Elenco indirizzi per Saa1064 ***********************
Const Ctb = 0                                               ' Ind. Control byte
Const Dig1 = 1                                              ' Ind. Digit 1
Const Dig2 = 2                                              ' Ind. Digit 2
Const Dig3 = 3                                              ' Ind. Digit 3
Const Dig4 = 4                                              ' Ind. Digit 4
' **********************************************************************
Const Pcf8591 = &H48                                        ' Slave address PCF8591
Const Wpcf8591 = &H90                                       ' Slave address PCF8591 in Write
Const Rpcf8591 = &H91                                       ' Slave address PCF8591 in Read
'
'****************** Dichiarazione delle variabili **********************
'
'Uso generico
Dim I2cstatus As Byte

' Usate per la comunicazione I2C bus
Dim Dato As Byte                                            ' Combinazione letta
Dim C As Byte                                               ' indica il canale da convertire

' Usate dalla cifre
Dim Cifh As Byte                                            ' cifra 4 bit alti in HEX
Dim Cifl As Byte                                            ' cifra 4 bit bassi in HEX

'
'****************** Dichiarazione delle procedure **********************
'
' Invia un comando all'interfaccia TWI, attende che completi e restituisce lo stato
Declare Function Twi_cmd(byval Cmd As Byte) As Byte         ' Esegue un comando TWI
Declare Sub Twiinit(byval Clockrate As Byte)                ' Inizializza l'interfaccia TWI hardware
Declare Function Twistart() As Byte                         ' Invia lo start per l'interfaccia TWI hardware
Declare Function Twiwbyte(byval Dato As Byte) As Byte       ' Invia un byte sull'interfaccia TWI hardware
Declare Function Twirbyte(twi_data As Byte , Byval Assert_ack As Byte) As Byte       ' Legge un byte dall'interfaccia TWI hardware
Declare Function Twistop() As Byte                          ' Invia lo stop su interfaccia TWI hardware.

Declare Sub Check_ready()
Declare Function Check_ready_2() As Byte
Declare Sub Iniz()                                          ' Inizializzazione periferiche
Declare Sub Canale()                                        ' Gestione numero canale
Declare Function Ad(byval Ch As Byte ) As Byte              ' Gestione del A/D converter
Declare Sub Cifre(byval Valore As Byte )
                                          ' converte un numero in 2 cifre HEX
Declare Function Digit(byval Dig As Byte ) As Byte          ' Converte un numero da 0-F in 7 segmenti
Declare Sub Vis_num(byval N1 As Byte)                       ' visualizza un byte in HEX
'
'************************* Programma main ******************************
'
Main:
   Print Chr(12)
   Print "Demo PCF8591 (4 canali A/D)"
   Print
   Call Check_ready()
   Call Iniz()                                              ' inizializzazioni
   C = 0
   Print
   Print "Premere + per incrementare il canale da convertire"
   Print "Premere - per decrementare il canale da convertire"
   Print
   Do
      Dato = Ad(c )                                         ' eseguo la conversione del canale
      Call Vis_num(dato)                                    ' visualizzo il byte in HEX
      Call Canale()
   Loop
Return
End
'
'************************ Fine del programma ***************************
'
'
'**************************** Procedure ********************************
'
'
' Gestione numero canale
'
Sub Canale()

   Local Valore As Byte

   Valore = Inkey()
   If Valore = "+" Then
      If C = 3 Then
         C = 0
      Else
         Incr C
      End If
   End If
   If Valore = "-" Then
      If C = 0 Then
         C = 3
      Else
         Decr C
      End If
   End If
End Sub
'
'
' ******************* Inizializzazione delle periferiche *****************
' Questa procedura esegue tutte le inizializzazioni del sistema.
' Parametri:
' Ingresso : nulla
' Uscita : nulla
' ************************************************************************
'
Sub Iniz()

   Local Valore As Byte

   ' Inizializza l'interfaccia I2C BUS a circa 72 kHz
   Call Twiinit(72)
   Do
      I2cstatus = Twistart()         ' sequenza di Start per I2CBUS
      I2cstatus = Twiwbyte(rsaa1064)
      I2cstatus = Twirbyte(valore , Twi_nack)               ' leggo il registro di stato
      I2cstatus = Twistop()
      'I2creceive Rsaa1064 , Valore
   Loop Until Valore = 0                                    ' attendo accensione SAA1064

   I2cstatus = Twistart()                                   ' sequenza di Start per I2CBUS
   I2cstatus = Twiwbyte(wsaa1064)                           ' comunico lo Slave address
   I2cstatus = Twiwbyte(ctb)                                ' Punto al registro di controllo
   I2cstatus = Twiwbyte(&B00100111)                         ' bit0 =1 dynamic mode
                                          ' bit1 =1 digit 1+3 not blanked
                                          ' bit2 =1 digit 2+4 not blanked
                                          ' bit3 =0 no test segment
                                          ' bit4 =0 no 3mA segment current
                                          ' bit5 =1 6mA segment current
                                          ' bit6 =0 no 12mA segment current
                                          ' bit7 =0 indifferente
   I2cstatus = Twiwbyte(0)                                  ' scrive DY1 off
   I2cstatus = Twiwbyte(0)                                  ' scrive DY2 off
   I2cstatus = Twiwbyte(0)                                  ' scrive DY3 off
   I2cstatus = Twiwbyte(0)                                  ' scrive DY4 off
   I2cstatus = Twistop()
End Sub
'
'
' ***************** Gestione del A/D converter ****************************
' Questa procedura permette di eseguire una conversione analogica su uno
' dei 4 canali disponibili su IC2 (PCF8591).
' Parametri:
' Ingresso : C as byte, indica il canale da convertire (0...3)
' Uscita : byte, valore da 0 a 255 (0v...+Vref)
' ************************************************************************
'
Function Ad(byval Ch As Byte ) As Byte                      ' Gestione del A/D converter

   Local Valore As Byte

   Ch = Ch And &H03                                         ' tengo Bit 0 e Bit 1
   ' indico il canale da convertire
   I2cstatus = Twistart()                                   ' sequenza di Start per I2CBUS
   I2cstatus = Twiwbyte(wpcf8591)                           ' chiedo, il Reg. di Config.
   I2cstatus = Twiwbyte(ch)
   I2cstatus = Twistop()
   'I2csend Wpcf8591 , Ch
   ' leggo la conversione precedente
   I2cstatus = Twistart()                                   ' sequenza di Start per I2CBUS
   I2cstatus = Twiwbyte(rpcf8591)
   I2cstatus = Twirbyte(valore , Twi_nack)
   I2cstatus = Twistop()
   'I2creceive Rpcf8591 , Valore
   ' leggo la conversione attuale
   I2cstatus = Twistart()                                   ' sequenza di Start per I2CBUS
   I2cstatus = Twiwbyte(rpcf8591)
   I2cstatus = Twirbyte(valore , Twi_nack)
   I2cstatus = Twistop()
   'I2creceive Rpcf8591 , Valore

   Ad = Valore

End Function
'
'
' ***************** Converte un numero da 0 a F in 7 segmenti ***********
' Questa procedura converte una cifra da 0 a F nel formato 7 segmenti, se
' il valore e maggiore di F il display risulta spento.
' Parametri:
' Ingresso : dig as byte, valore da 0 a F
' Uscita : byte, valore in formato 7 segmenti.
' ************************************************************************
'
Function Digit(byval Dig As Byte ) As Byte                  ' Converte un numero da 0-F in 7 segmenti

   Local Valore As Byte

   If Dig < 16 Then                                         ' il numero risulta minore di 16
      Valore = Lookup(dig , Tab_7seg)                       ' leggo in tabella il valore
   Else
      Valore = 0                                            ' se = 10 o superiore azzero
   End If

   Digit = Valore

End Function
'
'
' ***************** Converte 1 byte in due cifre HEX ********************
' Questa procedura converte 1 byte da 0 a 255 in due cifre esadecimali a
' 4 bit.
' Parametri:
' Ingresso : Valore as byte, valore da 0 a 255
' Uscita :  Cifh as byte, cifra del nibble alto
'    Cifl as byte, cifra del nibble basso
' ************************************************************************
'
Sub Cifre(byval Valore As Byte )
                                          ' converte un numero in due cifre HEX
   Cifh = Valore And &HF0                                   ' prelevo i 4 bit alti
   Cifh = Cifh / 16                                         ' sposto in basso i 4 bit alti
   Cifl = Valore And &H0F                                   ' prelevo i 4 bit bassi
End Sub
'
'
' *********************** Visualizza un byte in HEX **********************
' Nel primo display viene visualizzato numero del canale convertito,
' il secondo display risulta spento.
' Questa procedura permette di visualizzare un byte nel formato esadecimale.
' nei 2 display a destra. Es: 255= FFH, 32= 20H ecc.
' Parametri:
' Ingresso : N1 as byte, numero da visualizzare in HEX
' Uscita : nulla
' ************************************************************************
'
Sub Vis_num(byval N1 As Byte)                               ' visualizza un byte in HEX

   Local Valore As Byte

   I2cstatus = Twistart()                                   ' sequenza di START
   I2cstatus = Twiwbyte(wsaa1064)                           ' slave address
   I2cstatus = Twiwbyte(dig1)                               ' punto al diplay 1 (DY1)
   Valore = Digit(c)                                        ' converto la cifra decine in 7 seg.
   I2cstatus = Twiwbyte(valore)                             ' scrivo il primo display DY1
   I2cstatus = Twiwbyte(0)                                  ' scrivo il secondo display DY2

   Call Cifre(n1 )                                          ' converto il numero1 in 2 cifre HEX
   Valore = Digit(cifh)                                     ' converto la cifra in HEX in 7 seg.
   I2cstatus = Twiwbyte(valore)                             ' scrivo il display DY3

   Valore = Digit(cifl)                                     ' converto la cifra in HEX in 7 seg.
   I2cstatus = Twiwbyte(valore)                             ' scrivo il display DY4

   I2cstatus = Twistop()                                    ' sequenza di stop
End Sub
'
'******************************************************************************
'*                  Procedure di gestione dell'I2C BUS hardware               *
'******************************************************************************
'
'
'
' Scrive il comando passato nel parametro cmd nel registro di conrollo TWI e
' attende il completamento dell'operazione impostata per poi leggere lo stato
' dello stesso controllore e restituirlo.
'
Function Twi_cmd(byval Cmd As Byte) As Byte

  Local Time_out As Word , I As Byte

  Twcr = Cmd                                                ' Fornisce comando passato
  Time_out = 0                                              ' Contatore timeout
  Do
     Incr Time_out                                          ' Incrementa contatore
  Loop Until Twcr.twint = 1 Or Time_out = Ee_timeout
  ' Legge stato attuale e mantiene bit significativi
  I = Twsr
  I = I And &HF8
  Twi_cmd = I
End Function
'
'
' Inizializza l'interfaccia TWI hardware
'
Sub Twiinit(byval Clockrate As Byte)
   Twsr = Twsr And &HFC                                     ' Prescaler tace
   Twbr = Clockrate                                         ' Imposta clock rate
End Sub
'
'
' Invia lo start per l'interfaccia TWI hardware
'
Function Twistart() As Byte
   Twistart = Twi_cmd(&Ha4)                                 ' Start
End Function
'
'
' Invia un byte sull'interfaccia TWI hardware
'
Function Twiwbyte(byval Dato As Byte) As Byte
   Twdr = Dato                                              ' Scrive dato
   Twiwbyte = Twi_cmd(&H84)
End Function
'
'
' Legge un byte dall'interfaccia TWI hardware
'
Function Twirbyte(twi_data As Byte , Byval Assert_ack As Byte) As Byte
   If Assert_ack = 1 Then
      Twirbyte = Twi_cmd(&Hc4)
   Else
      Twirbyte = Twi_cmd(&H84)
   End If

   Twi_data = Twdr
End Function
'
'
' Invia lo stop su interfaccia TWI hardware.
' Restituisce 0 se non ci sono errori, diverso da 0 in caso di
' timeout.
'
Function Twistop() As Byte

   Local Time_out As Word

   Twcr = &H94                                              ' Stop
               ' Attende che lo stop
   Time_out = 0
   Do                                                       ' sia completato o che
     Incr Time_out                                          ' scada il Time Out
   Loop Until Twcr.twsto = 0 Or Time_out = Ee_timeout

   If Time_out = Ee_timeout Then
      Twistop = 1
   Else
      Twistop = 0
   End If

End Function
'
'******************************************************************************
'*                         Procedure di uso generico                          *
'******************************************************************************
'
'
'
' Funzione di supporto della Check_ready().
'
Function Check_ready_2() As Byte

  Local Time_out As Word , I_n As Byte

  Time_out = 0                                              ' Contatore timeout
  Do
     Incr Time_out                                          ' Incrementa contatore
  Loop Until Twcr.twint = 1 Or Time_out = Ee_timeout
  I_n = Twsr
  I_n = I_n And &HF8
  Check_ready_2 = I_n
End Function
'
'
' Controlla che la scheda sia pronta
'
Sub Check_ready()

   Local Check As Byte , Test As Byte

   Do                                                       ' Ciclo attesa scheda pronta
      Twsr = Twsr And &HFC
      Check = Twdr Or &HF4
      Test.4 = Not Check.3
      Twbr = 72
      Twcr = &HA4
      Check = Check_ready_2()
      Test = Check Or Twcr
      If Check = &H09 Then
         Test = &H67
      Else
         Test.1 = Not Test.1
      End If
      Twdr = &HA0
      Twcr = &H84
      Check = Check_ready_2()
      Twcr = &H94
      Waitms 27
   Loop Until Check = &H18 Or Test <> 1
   Twcr.twen = 0
End Sub
'
'
' ************* Tabella conversione per cifra a 7 segmenti da 0 a 15 *******
Tab_7seg:
' num.  0      1      2      3      4      5      6      7      8      9
Data &H3F , &H06 , &H5B , &H4F , &H66 , &H6D , &H7D , &H07 , &H7F , &H6F
' num.  A      b      C      d      E      F
Data &H77 , &H7C , &H39 , &H5E , &H79 , &H71
' **************************************************************************
'