' ****************************************************************
' * File:  k51da.pbas  -  Ver. 1.1                               *
' * Compilatore:  mikroBasic for PIC by mikroElektronica         *
' * IDE: mikroBasic for PIC by mikroElektronica                  *
' * Versione Compilatore: 1.1.6.0                                *
' * Schede: GMM 4620 + GMB HR168 + 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                              28.02.05      *
' ****************************************************************
'
' Questo demo permette di pilotare una periferica I2C BUS a bordo della K51-AVR,
' PCF8591, attraverso il modulo mini-BLOCK GMB HR84 ed un mini modulo grifo(r).
' Il PCF8591 e' dotato di una uscita analogica D/A con risoluzione ad 8 bit,
' tutte le operazioni di attivazione avvengono tramite l'interfaccia seriale
' sincrona I2C BUS.
' Il demo permette di impostare quale livello di tensione avere in uscita
' tramite la tastiera del PC, e scrive 'da' sui display a 7 segmenti della
' K51-AVR per indicare il funzionamento del demo.
'
'
' Rel 1.1 - by Graziano Gaiba
' Demo per l'utilizzo del PCF8591 a bordo della K51-AVR usando una GMB HR168
' pilotata da un Mini Modulo GMM 4620
'
'
' ***************** Definizioni del compilatore ******************
'
program k51ad4ch
'
' *************** Dichiarazione delle contanti *******************
'
const ASC_plus = $2B
const ASC_minus = $2D

const Saa1064 = $38                 ' Slave address SAA1064
const Wsaa1064 = $70                ' Slave address SAA1064 in Write
const Rsaa1064 = $71                ' Slave address SAA1064 in Read
'****************** Indirizzi registri Saa1064 ********************
const Ctb = 0                       ' Registro di controllo
const Dig1 = 1                      ' Cifra 1
const Dig2 = 2                      ' Cifra 2
const Dig3 = 3                      ' Cifra 3
const Dig4 = 4                      ' Cifra 4
'
' **********************************************************************
'
const Pcf8591 = $48                 ' Slave address PCF8591
const Wpcf8591 = $90                ' Slave address PCF8591 in Write
const Rpcf8591 = $91                ' Slave address PCF8591 in Read
'
'
' ******************** Variables declaration *********************
'
' Usate per la gestione dell'I2C BUS hardware
dim i2c_buffer as byte[10]
'
' Livello di tensione in uscita dal D/A
dim DA_output as byte
'
'
' ******************* Definizione delle procedure *********************
'
'
' Inizializzazione direzione segnali della CPU
sub procedure Init_cpu
'
    ADCON1=$0f        ' Imposta come I/O digitale i pin AN0..12
    CMCON=$07         ' Imposta come I/O digitale RA0..4
' Gli ingressi optoisolati di CN1 sono:
' IN1-1 <-> RA0
' IN2-1 <-> RA1
' IN3-1 <-> RB0
' IN4-1 <-> RB1
' IN5-1 <-> RA4
' IN6-1 <-> RC0
' IN7-1 <-> RC1
' IN8-1 <-> RC5
    trisa.0=1
    trisa.1=1
    trisa.4=1
    trisb.0=1
    trisb.1=1
    trisc.0=1
    trisc.1=1
    trisc.5=1
' Gli ingressi optoisolati di CN2 sono:
' IN1-2 <-> RD0
' IN2-2 <-> RD1
' IN3-2 <-> RD2
' IN4-2 <-> RD3
' IN5-2 <-> RD4
' IN6-2 <-> RD5
' IN7-2 <-> RD6
' IN8-2 <-> RD7
    trisd=$ff
' Le uscite relays di CN3 sono:
' OUT A1 <-> RB4
' OUT A2 <-> RB5
' OUT B1 <-> RB6
' OUT B2 <-> RB7
' OUT C1 <-> RB3
' OUT C2 <-> RB2
    trisb=trisb and $03
' Le uscite relays di CN4 sono:
' OUT D1 <-> RA3
' OUT D2 <-> RC2 (J10 in posizione 3-4)
    trisa.3=0
    trisc.2=0
    ' Inizialzza modulo USART (8 bit, 19200 baud rate,
    ' no parity)
    Usart_init(19200)
end sub
'
'
' Invia una stringa di caratteri alla porta seriale
sub procedure print_USART(dim byref txt as char[255])
    dim i as byte
    dim l as byte

    l = txt[0]
    for i = 1 to l
        USART_Write(txt[i])
    next i
end sub
'
'
' Invia CR + LF
sub procedure print_CRLF
    USART_Write(10)
    USART_Write(13)
end sub
'
'
' Pulisce lo schermo, inviando 25 volte CR + LF.
sub procedure clrscr

    dim i as byte

    for i = 0 to 24
        print_CRLF
    next i
end sub
'
'
' Chiede la pressione di un tasto
sub procedure wait_key
    dim c as byte

    print_usart("Premere un tasto...")
    do
        nop
    loop until USART_Data_Ready = 1
    c = USART_Read
end sub
'
'
' Procedura per impostare lo stato dei relays sui connettori CN3 e CN4.
' A seconda del valore dei bits di port_val, ogni relay viene attivato
' (contatto chiuso) o disattivato (contatto aperto).
' I bit di port_val hanno il seguente significato:
' -- CN3
' port_val.0 pilota il relay OUT A1
' port_val.1 pilota il relay OUT A2
' port_val.2 pilota il relay OUT B1
' port_val.3 pilota il relay OUT B2
' port_val.4 pilota il relay OUT C1
' port_val.5 pilota il relay OUT C2
' -- CN4
' port_val.6 pilota il relay OUT D1
' port_val.7 pilota il relay OUT D2
'
' Ogni bit ha il seguente significato:
'   bit              Significato
'    0    Relay disattivato (contatto aperto)
'    1    Relay attivato (contatto chiuso)
sub procedure set_relays(dim port_val as byte)
' I relays sono pilotati in logica complementata , quindi anche port_val
' deve essere complementato
    port_val=port_val xor $ff
    portb.4=port_val.0
    portb.5=port_val.1
    portb.6=port_val.2
    portb.7=port_val.3
    portb.3=port_val.4
    portb.2=port_val.5

    porta.3=port_val.6

    portc.2=port_val.7
end sub
'
'
' Inizializza I2C BUS hardware
sub procedure I2CBUSInit
'
' Inizializza  I2C BUS
' Configura RC3 e RC4 come inputs
    trisc.3=1
    trisc.4=1
' Abilita modula SSP in master I2C BUS mode, clock 50 kHz
    sspstat.6=0
    sspadd=$32
    sspcon1=$28
end sub
'
'
' Genera I2C BUS start
sub procedure I2CBUSStart
    sspcon2.0=1
    while sspcon2.0=1
    wend
    pir1.3=0
end sub
'
'
' Genera I2C BUS start ripetuta
sub procedure I2CBUSRepStart
    sspcon2.1=1
    while sspcon2.1=1
    wend
    pir1.3=0
end sub
'
'
' Genera I2C BUS stop
sub procedure I2CBUSStop
    sspcon2.2=1
    while sspcon2.2=1
    wend
    pir1.3=0
end sub
'
'
' Invia il contenuto della variabile i2c_data all'I2C BUS
sub procedure I2CBUSSend(dim i2c_data as byte)
    sspbuf=i2c_data
' Attende completamento dell'ultima operaziane dell'interfaccia hardware I2C
    while pir1.3=0
    wend
    pir1.3=0
end sub
'
'
' Legge un dato da I2C BUS e lo restituisce
sub function I2CBUSGet as byte
    sspcon2.3=1
    while sspcon2.3=1
    wend
    result=sspbuf
' Attende completamento dell'ultima operaziane dell'interfaccia hardware I2C
    while pir1.3=0
    wend
    pir1.3=0
end sub
'
'
' Invia NOT acknowledge
sub procedure I2CBUSNACK
' Invia NOT acknowledge...
    sspcon2.5=1
    sspcon2.4=1
' Attende completamento dell'ultima operaziane dell'interfaccia hardware I2C
    while pir1.3=0
    wend
    pir1.3=0
end sub
'
'
' Invia acknowledge
sub procedure I2CBUSACK
' Invia acknowledge...
    sspcon2.5=0
    sspcon2.4=1
' Attende completamento dell'ultima operaziane dell'interfaccia hardware I2C
    while pir1.3=0
    wend
    pir1.3=0
end sub
'
'
' Indica che un acknowledge atteso non e' stato ricevuto.
sub procedure I2CBUSNotAck
    print_USART("Acknowledge not received.")
    print_crlf
' Disabilita I2CBUS
    sspcon1.5=0
end sub

'
'
' Legge un byte dal dispositivo il cui slave address e' contenuto nella
' variable i2c_slave e il cui indirizzo e' contenuto nella variabile i2c_addr.
' Il dato letto viene messo nella variabile i2c_val.
sub function I2CBUSReadByte(dim i2c_slave as byte, dim i2c_addr as byte) as byte
'
' Genera I2CBUS Start
    i2cbusstart
' Invia Slave Address
    i2cbussend(i2c_slave)
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
    if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
    end if
' Invia indirizzo
    i2cbussend(i2c_addr)
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
    if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
    end if
' Genera I2CBUS Start ripetuto
    i2cbusrepstart
' Invia Slave Address per la lettura
    i2cbussend(i2c_slave or $01)
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
    if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
    end if
' Riceve il dato
    result = i2cbusget
' Invia NOT acknowledge.
    I2CBUSNACK
' Genera stop
    i2cbusstop
end sub
'
'
' Scrive un byte al dispositivo il cui slave address e' contenuto nella
' variablie i2c_slave e il cui indirizzo e' contenuto nella variabile i2c_addr.
' Il dato da scrivere viene messo nella variabile i2c_val.
sub procedure I2CBUSWriteByte(dim i2c_slave as byte, dim i2c_addr as byte,
                              dim i2c_data as byte)
'
' Genera I2CBUS Start
    i2cbusstart
' Invia Slave Address
    i2cbussend(i2c_slave)
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
    if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
    end if
' Invia indirizzo
    i2cbussend(i2c_addr)
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
    if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
    end if
' Invia il dato
    i2cbussend(i2c_data)
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
    if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
    end if
' Genera stop
    i2cbusstop
end sub
'
'
' Invia una sequenza di bytes ad un dispositivo I2C BUS.
' Lo slave address deve essere contentuo nella variabile i2c_slave.
' L'utente puo' cambiare la dimensione dell'array nella lista parametri.
' Il numero di bytes da inviare va nella variabile i2c_to_send.
' L'utente deve verifcare che non avvengano eventuali overflow.
sub procedure I2CBUSWrite(dim i2c_slave as byte,
                          dim byref i2c_buffer as byte[10],
                          dim i2c_to_send as byte)

    dim i2c_cnt as byte
'
' Genera I2CBUS Start
    i2cbusstart
' Invia Slave Address
    i2cbussend(i2c_slave)
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
    if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
    end if
    for i2c_cnt=0 to i2c_to_send - 1
' Invia il dato
        i2cbussend(i2c_buffer[i2c_cnt])
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
        if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
        end if
    next i2c_cnt
' Genera stop
    i2cbusstop
end sub
'
'
' Legge una sequenza di bytes da un dispositivo I2C BUS.
' Lo slave address va nella variabile i2c_slave.
' L'utente puo' cambiare la dimensione dell'array nella lista parametri.
' I dati ricevuti vengono memorizzati nello stesso array.
' Il numero di bytes da inviare va nella variabile i2c_to_send.
' Il numero di bytes da ricevere va nella variabile i2c_to_receive.
' L'utente deve verificare che non avvengano eventuali overflow.
sub procedure I2CBUSRead(dim i2c_slave as byte,
                         dim byref i2c_buffer as byte[10],
                         dim i2c_to_send as byte,
                         dim i2c_to_receive as byte)
    dim i2c_cnt as byte
'
' Genera I2CBUS Start.
    i2cbusstart
' Invia Slave Address
    i2cbussend(i2c_slave)
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
    if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
    end if
    for i2c_cnt=0 to i2c_to_send - 1
' Invia il dato
        i2cbussend(i2c_buffer[i2c_cnt])
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
        if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
        end if
    next i2c_cnt
' Genera I2CBUS Start ripetuto
    i2cbusrepstart
' Invia Slave Address per la lettura
    i2cbussend(i2c_slave or $01)
' Se acknowledge non ricevuto, segnala un errore
    if sspcon2.6=1 then I2CBUSNotAck
    end if
    for i2c_cnt=0 to i2c_to_receive - 1
' Legge il dato
        i2c_buffer[i2c_cnt] = i2cbusget
        if i2c_cnt = i2c_to_receive - 1 then
' Invia NOT acknowledge.
            I2CBUSNACK
        else
' Invia acknowledge.
            I2CBUSaCK
        end if
    next i2c_cnt
' Invia lo stop
    i2cbusstop
end sub
'
'
' Inizializzazione delle periferiche a bordo della K51-AVR
sub procedure K51_init

    dim dummy as byte
    '
    ' Configurazione del controller dei display a 7 segmenti SAA 1064
    '
    do
        I2CBUSstart
        I2CBUSSend(rsaa1064)
        dummy = I2CBUSGet
        I2CBUSNACK
        I2CBUSStop
    loop until dummy = 0
    '
    i2c_buffer[0] = ctb               ' Punta al registro di controllo
    i2c_buffer[1] =  %00100111        ' bit0 =1 dynamic mode
                                      ' bit1 =1 cifre 1+3 non spente
                                      ' bit2 =1 cifre 2+4 non spente
                                      ' bit3 =0 no test segmenti
                                      ' bit4 =0 no corrente segmenti 3mA
                                      ' bit5 =1 corrente segmenti 6mA
                                      ' bit6 =0 no corrente segmenti 12mA
                                      ' bit7 =0 indifferente
    i2c_buffer[2] = 94
    i2c_buffer[3] = 119
    i2c_buffer[4] = 0
    i2c_buffer[5] = 0
    i2cbuswrite(wsaa1064, i2c_buffer, 6)
end sub
'
'
' Converte una cifra decimalenella rappresentazione a 7-segmenti
sub function DecTo7Seg(dim value as byte) as byte

    dim temp as byte

    select case value
        case 0
            temp = $3F
        case 1
            temp = $06
        case 2
            temp = $5B
        case 3
            temp = $4F
        case 4
            temp = $66
        case 5
            temp = $6D
        case 6
            temp = $7D
        case 7
            temp = $07
        case 8
            temp = $7F
        case 9
            temp = $6F
        case 10
            temp = $77
        case 11
            temp = $7C
        case 12
            temp = $39
        case 13
            temp = $5E
        case 14
            temp = $79
        case 15
            temp = $71

    end select

    Result = temp
end sub
'
'
' Divide in due parti il parametro:
' Nibble_h (nibble alto) e Nibble_l (nibble basso)
sub procedure Cifre(dim figure as byte,
                    dim byref nibble_h as byte,
                    dim byref nibble_l as byte)

        nibble_h = figure div 16
        nibble_l = figure and $0F
end sub
'
'
' Visualizza due cifre esadecimali sul display a 7 segmenti
sub procedure Vis_num(dim figure as byte)

    dim nibble_h as byte
    dim nibble_l as byte

    cifre(figure, nibble_h, nibble_l)
    nibble_h = DecTo7Seg(nibble_h)
    nibble_l = DecTo7Seg(nibble_l)
    '
    ' Invia il valore codificato in 7 segmenti
    ' al driver dei display a 7 segmenti
    i2c_buffer[0] = dig3
    i2c_buffer[1] = nibble_h
    i2c_buffer[2] = nibble_l
    i2cbuswrite(Wsaa1064, i2c_buffer, 3)
end sub
'
'
' Selezione del livello di tensione in uscita dal D/A
sub procedure DA_level(dim byref da_output as byte)

    dim ser_input as byte

    if USART_Data_Ready = 1 then
        ser_input = USART_Read
    end if
    if ser_input = ASC_plus then
        Inc(da_output)
    end if
    if ser_input = ASC_minus then
        Dec(da_output)
    end if
end sub
'
'
' Imposta il livello di tensione desiderato in uscita.
' Il range della tensione va da 0 a 5 V, la risoluzione del PWM e'8 bit
' quindi il range di uscita viene mappato into interamente nel range
' di valori ammesso per il tipo di variabile usato, ovvero da 0 a 255.
sub procedure Set_out(dim livello_uscita as byte)
        ' Attivazione PWM
        i2cbuswritebyte(wpcf8591, $40, livello_uscita)
end sub
'
'********************** Programma principale ***************************
'
main:
    Init_cpu
    ' Spegne i relays
    set_relays(0)
    ' Inizializza periferica I2C BUS hardware
    I2Cbusinit
    ' Inizializza periferiche I2C BUS a bordo della K51-AVR
    k51_init
    ' Pulisce lo schermo
    clrscr
    print_USART("Visualizza sui display a 7 segmenti l'indice dell'uscita PWM.")
    print_CRLF
    print_USART("Premere + per incrementare l'uscita, Premere - per decrementare l'uscita")
    '
    da_output = 0
for_ever:
    set_out(da_output)
    vis_num(da_output)
    da_level(da_output)

    goto for_ever
end.