ＰＩＣ−ＵＳＢＩＯ ｕｓｉｎｇ ＢＡＳＩＣ
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ＵＳＢインターフェースを内蔵したＰＩＣを使ってＷｉｎｄｏｗｓパソコンで外部回路を制御するための各種Ｉ／Ｏ基板の製作記事です。
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［第１４４回］
●ＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３（９３）Ｉ２Ｃモード（１５）スレーブモード（３）受信プログラム
前回まででＩ２Ｃスレーブ受信モードについてざっと説明しましたので今回は簡単なテストプログラムを作って動作テストをしてみることにします。
Ｉ２Ｃ通信はクロックＳＣＬとデータＳＤＡとＧＮＤの３本のラインを接続するだけで済むので接続はとても簡単です。
送信も受信も同じ１本のＳＤＡラインを使いますから送受信を同時には行なえません。
送信と受信はモードを分けて別々に行ないます。
マスターモードでの送受信のテストはＤＳ１３０７と接続して行ないましたがスレーブではそういうわけにはいきません。
ＳＰＩ通信のときと同じようにＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３を２台使って両者をフラットケーブルで接続してテストを行ないます。
下はその接続図です。
ＳＤＡはＲＢ４と端子を共用しています。
ＳＣＬはＲＢ６と端子を共用しています。
同じ信号同士を接続しますからフラットケーブルはカットしたりクロスしたりすることなく普通に１６ｐｉｎケーブルをそのまま使って接続します。
下はそのように接続してテストをしている写真です。
右の方に見えているのはＣＰＬＤロジアナのケーブルです。
作成したテストプログラムです。
左側は送信プログラムで右側は受信プログラムです。
左側がマスターで右側がスレーブです。
マスター側が送信してそれをスレーブが受信します。
マスターの送信プログラムはＤＳ１３０７送信プログラム（［第１３５回］）と基本的には同じプログラムです。
ただ今回はスレーブがＤＳ１３０７ではなくてＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３です。
ＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３はＤＳ１３０７と比べると非常に応答速度が遅くそのためスレーブ側の受信プログラムは前回説明したクロックストレッチングを使います。
送信側は受信側の準備ができるまで待たされますからＤＳ１３０７のときのようにＢＦフラグを見ないで連続して送信を行なうというわけにはいきません。
ですから送信プログラムにはＳＳＰＢＵＦに送信データを書き込む前にＢＦフラグ（ＳＳＰＳＴＡＴのｂｉｔ０）がクリアされているかどうかを確認する部分を追加してあります（７０、９０、１１０行）。
できるだけ単純なテストになるように考えて送信データは２バイトだけにしました。
”Ａ”（＄４１）と”Ｂ”（＄４２）の２バイトです。
［２０２３．１．５注記］
このプログラムではエラーが発生する可能性があることがわかりました。
詳しくは［第１４７回］を参照してください。
Ｉ２Ｃ通信では通信の最初にスレーブアドレスとＲ／Ｗビットを送ります。
今回のテストでも本来ならばスレーブ側のＰＩＣＵＳＢＩＯ−０３のスレーブアドレスを設定しなくてはなりません。
でもマスターとスレーブをテストのために１対１で接続するためだけにスレーブアドレスを設定するのも面倒な話です。
そこで今回はゼネラルコールアドレスを使うことにしました。
ゼネラルコールアドレスは８ビット全部が０（Ｒ／Ｗビットも０）という特殊なアドレスです。
ゼネラルコールアドレスについては今回の終わりのところで説明をします。
受信プログラムの説明です。
２０行でＳＳＰＣＯＮ１をクリアします。
繰り返しテストをした場合など前に実行したときのフラグの値などが残っているとプログラムが期待した通りに動かない可能性があるのでそれを避けるためです（ＳＳＰＥＮビットをクリアして一旦ＭＳＳＰモードをＯＦＦにするためです）。
各レジスタについては［第１３０回］で説明していますので参照してください。
３０行のＳＳＰＳＴＡＴは送信プログラムと同じです。
ここは通常は＄８０を設定します。
４０行でＳＳＰＣＯＮ１に＄３６を設定します。
ビット５はＳＳＰＥＮ（ＳＳＰモジュールイネーブル）です。
ビット４はＣＫＰビットです。
ＣＫＰビットを０にするとＳＣＬラインを強制的に’Ｌ’にします（クロックストレッチング）。
ＣＫＰビットを１にするとＳＣＬラインを開放します。
ビット３〜０はモード設定です。
’０１１０’は７ビットスレーブモードです。
５０行でＳＳＰＣＯＮ２を＄８１にします。
ＳＳＰＣＯＮ２はマスターモードとスレーブモードでビットの意味が異なります。
スレーブではビット７を１にするとゼネラルコールアドレスの受信を可能にします。
ビット０（ＳＥＮ）を１にするとクロックストレッチングが可能になります。
６０行でＢＦビット（ＳＳＰＳＴＡＴのｂｉｔ０）が１になるのを待ちます。
７０行でＳＳＰＢＵＦの中身（受信データ）を読んでそれを表示します。
最初の受信はアドレスです。
受信モードではクロックストレッチングを有効にしているときは１バイトのデータを受信するごとにＳＣＬラインを強制的に’Ｌ’にして次のデータが来ないようにマスターを待たせます。
先に受信したデータの処理が終って次の受信ができるようになったらＣＫＰビット（ＳＳＰＣＯＮ１のｂｉｔ４）を１にしてＳＣＬラインを開放します（８０行）。
９０行でＢＦビット（ＳＳＰＳＴＡＴのｂｉｔ０）が１になるのを待ちます。
１００行でＳＳＰＢＵＦの中身（受信データ）を読んでそれを表示します。
１１０行〜１３０行で上記をもう一回繰り返します。
１５０行でＳＴＯＰビット（ＳＳＰＳＴＡＴのｂｉｔ４）が１になるのを待ちます。
本来はＳＴＯＰはマスターがいつ発行するかわからないのでデータの受信とからませて毎回ループしながら待つべきですがそうするとプログラムが複雑になってしまうのでここでは単純なテストプログラムとしました。
プログラムを実行しました。
先に右側（スレーブ側）をスタート（ＲＵＮ）させておいてから左側（マスター側）をスタート（ＲＵＮ）します。
マスターが送信したデータは無事にスレーブに届きました。
ゼネラルコールアドレスの説明です。
［出典］Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｃ． ＰＩＣ１８Ｆ１３Ｋ５０／１４Ｋ５０ Ｄａｔａ Ｓｈｅｅｔ
Ｉ２Ｃ通信では通常はマスターがＳＴＡＲＴコンディションの次に送る最初のデータはスレーブを特定するためのスレーブアドレスです。
例外は全てのスレーブに送ることのできるゼネラルコールアドレスです。
このアドレスを使うと理論上は全てのスレーブがＡＣＫを返します。
ゼネラルコールアドレスはＩ２Ｃプロトコルでリザーブされた特定目的の８ビットアドレスの１つです。
それはＲ／Ｗビットを含めて８ビット全てが’０’のアドレスです。
ということはＲ／Ｗ＝０ですから送信モード（スレーブでは受信モード）になります。
ま、それはそうでしょう。
ゼネラルコールアドレスはＳＳＰＣＯＮ２のＧＣＥＮビットがセットされているときに（スレーブに）認識されます。
ＳＴＡＲＴビットに続く８ビットがＳＳＰＳＲにシフト入力されてそのアドレスがＳＳＰＡＤＤと比較されます。
同時にゼネラルコールアドレスとも比較されその値はハードウェアに保持されます。
ゼネラルコールアドレスと一致するとＳＳＰＳＲからＳＳＰＢＵＦに送られて８番目のクロックのときにＢＦフラグビットがセットされ、９番目のクロックの下がりエッジ（ＡＣＫビット）でＳＳＰＩＦ割込みフラグがセットされます。
割込みが許可されていれば割込みプログラムの中でＳＳＰＢＵＦの値を読むことでその値がスレーブデバイスを特定するアドレスなのかゼネラルコールアドレスなのかを知ることができます。
ＰＩＣ−ＵＳＢＩＯ ｕｓｉｎｇ ＢＡＳＩＣ［第１４４回］
２０２３．１．２ｕｐｌｏａｄ
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