第31回 温湿度・気圧センサ(BME280) 〜動作確認プログラム〜

// CONFIG1
#pragma config FEXTOSC = OFF    // External Oscillator mode selection bits (Oscillator not enabled)
#pragma config RSTOSC = HFINT1  // Power-up default value for COSC bits (HFINTOSC (1MHz))
#pragma config CLKOUTEN = OFF   // Clock Out Enable bit (CLKOUT function is disabled; i/o or oscillator function on OSC2)
#pragma config CSWEN = ON       // Clock Switch Enable bit (Writing to NOSC and NDIV is allowed)
#pragma config FCMEN = ON       // Fail-Safe Clock Monitor Enable bit (FSCM timer enabled)
//
// CONFIG2
#pragma config MCLRE = OFF      // Master Clear Enable bit (IO)
#pragma config PWRTE = ON       // Power-up Timer Enable bit (PWRT enabled)
#pragma config LPBOREN = OFF    // Low-Power BOR enable bit (ULPBOR disabled)
#pragma config BOREN = ON       // Brown-out reset enable bits (Brown-out Reset Enabled, SBOREN bit is ignored)
#pragma config BORV = LO        // Brown-out Reset Voltage Selection (Brown-out Reset Voltage (VBOR) set to 1.9V on LF, and 2.45V on F Devices)
#pragma config ZCD = OFF        // Zero-cross detect disable (Zero-cross detect circuit is disabled at POR.)
#pragma config PPS1WAY = ON     // Peripheral Pin Select one-way control (The PPSLOCK bit can be cleared and set only once in software)
#pragma config STVREN = ON      // Stack Overflow/Underflow Reset Enable bit (Stack Overflow or Underflow will cause a reset)
//
// CONFIG3
#pragma config WDTCPS = WDTCPS_31// WDT Period Select bits (Divider ratio 1:65536; software control of WDTPS)
#pragma config WDTE = OFF       // WDT operating mode (WDT Disabled, SWDTEN is ignored)
#pragma config WDTCWS = WDTCWS_7// WDT Window Select bits (window always open (100%); software control; keyed access not required)
#pragma config WDTCCS = SC      // WDT input clock selector (Software Control)
//
// CONFIG4
#pragma config WRT = OFF        // UserNVM self-write protection bits (Write protection off)
#pragma config SCANE = available// Scanner Enable bit (Scanner module is available for use)
#pragma config LVP = ON         // Low Voltage Programming Enable bit (Low Voltage programming enabled. MCLR/Vpp pin function is MCLR.)
//
// CONFIG5
#pragma config CP = OFF         // UserNVM Program memory code protection bit (Program Memory code protection disabled)
#pragma config CPD = OFF        // DataNVM code protection bit (Data EEPROM code protection disabled)

//
// ヘッダファイル
//   int_t型を使用するため、stdint.hをインクルード
//
#include <xc.h>
#include <stdint.h>

// SPIピン設定
#define SPI_SCK   LATCbits.LATC7  // クロック
#define SPI_MISO  PORTCbits.RC6   // スレーブ→マスタ
#define SPI_MOSI  LATCbits.LATC5  // マスター→スレーブ
#define SPI_CSB   LATCbits.LATC4  // チップセレクト

// SPI通信制御関数
uint8_t  spiRead1ByteData(uint8_t address);  // 指定したアドレスのデータを読み取る
void     spiSend8bit(uint8_t data);          // SPI通信手順の8ビット送信
uint8_t  spiReceive8bit();                   // SPI通信手順の8ビット受信

// クロック周波数
// __delay_ms(), __delay_us()関数が時間基準に使用する
// 4MHz
#define _XTAL_FREQ 4000000

//
// SPIデータを指定アドレスから1バイト読み込み
// 
uint8_t spiRead1ByteData(uint8_t address) {

    // 受信データ格納変数
    uint8_t data;

    // チップセレクトを0にしてセンサモジュールとの通信開始
    SPI_CSB = 0;

    // SPI通信手順によりアドレスを送信
    spiSend8bit(address);

    // 念のためセンサの処理待ち
    __delay_us(10);
    
    // SPI通信手順によりデータを受信
    data = spiReceive8bit();

    // チップセレクトを1にして通信終了
    SPI_CSB = 1;

    // 受信したーデータを返す
    return data;

}

    // 動作周波数設定
    OSCCON1bits.NDIV = 0b0000;  // 分周1:1
    OSCFRQbits.HFFRQ = 0b010;   // 4MHz

    // ピン属性設定
    ANSELC = 0b00000000;
    TRISC  = 0b01000000;

    // SPI信号線初期設定
    SPI_SCK  = 0;  // クロックを0
    SPI_MOSI = 0;  // マスタ→スレーブを0
    SPI_CSB  = 1;  // チップセレクトを1(=無効)

    // 0xD0に格納されているチップIDを読み取る

    uint8_t chipid = 0;

    chipid = spiRead1ByteData(0xD0);

/*
 * BME280温湿度大気圧センサ
 *   SPI通信の動作確認用プログラム
 *   (0xD0番地のチップID(0x60)を読み取る)
 * 
 * https://tool-lab.com/
 *
 * 更新
 *   2018. 4.28: 新規作成
 * 
 */

//
// PIC16F18857コンィグレーション設定
//
// CONFIG1
#pragma config FEXTOSC = OFF    // External Oscillator mode selection bits (Oscillator not enabled)
#pragma config RSTOSC = HFINT1  // Power-up default value for COSC bits (HFINTOSC (1MHz))
#pragma config CLKOUTEN = OFF   // Clock Out Enable bit (CLKOUT function is disabled; i/o or oscillator function on OSC2)
#pragma config CSWEN = ON       // Clock Switch Enable bit (Writing to NOSC and NDIV is allowed)
#pragma config FCMEN = ON       // Fail-Safe Clock Monitor Enable bit (FSCM timer enabled)
//
// CONFIG2
#pragma config MCLRE = OFF      // Master Clear Enable bit (IO)
#pragma config PWRTE = ON       // Power-up Timer Enable bit (PWRT enabled)
#pragma config LPBOREN = OFF    // Low-Power BOR enable bit (ULPBOR disabled)
#pragma config BOREN = ON       // Brown-out reset enable bits (Brown-out Reset Enabled, SBOREN bit is ignored)
#pragma config BORV = LO        // Brown-out Reset Voltage Selection (Brown-out Reset Voltage (VBOR) set to 1.9V on LF, and 2.45V on F Devices)
#pragma config ZCD = OFF        // Zero-cross detect disable (Zero-cross detect circuit is disabled at POR.)
#pragma config PPS1WAY = ON     // Peripheral Pin Select one-way control (The PPSLOCK bit can be cleared and set only once in software)
#pragma config STVREN = ON      // Stack Overflow/Underflow Reset Enable bit (Stack Overflow or Underflow will cause a reset)
//
// CONFIG3
#pragma config WDTCPS = WDTCPS_31// WDT Period Select bits (Divider ratio 1:65536; software control of WDTPS)
#pragma config WDTE = OFF       // WDT operating mode (WDT Disabled, SWDTEN is ignored)
#pragma config WDTCWS = WDTCWS_7// WDT Window Select bits (window always open (100%); software control; keyed access not required)
#pragma config WDTCCS = SC      // WDT input clock selector (Software Control)
//
// CONFIG4
#pragma config WRT = OFF        // UserNVM self-write protection bits (Write protection off)
#pragma config SCANE = available// Scanner Enable bit (Scanner module is available for use)
#pragma config LVP = ON         // Low Voltage Programming Enable bit (Low Voltage programming enabled. MCLR/Vpp pin function is MCLR.)
//
// CONFIG5
#pragma config CP = OFF         // UserNVM Program memory code protection bit (Program Memory code protection disabled)
#pragma config CPD = OFF        // DataNVM code protection bit (Data EEPROM code protection disabled)


//
// ヘッダファイル
//   int_t型を使用するため、stdint.hをインクルード
//
#include <xc.h>
#include <stdint.h>


//
// 定数
//
// SPIピン設定
#define SPI_SCK   LATCbits.LATC7  // クロック
#define SPI_MISO  PORTCbits.RC6   // スレーブ→マスタ
#define SPI_MOSI  LATCbits.LATC5  // マスター→スレーブ
#define SPI_CSB   LATCbits.LATC4  // チップセレクト


//
// 関数プロトタイプ宣言
//
// SPI通信制御関数
uint8_t  spiRead1ByteData(uint8_t address);  // 指定したアドレスのデータを読み取る
void     spiSend8bit(uint8_t data);          // SPI通信手順の8ビット送信
uint8_t  spiReceive8bit();                   // SPI通信手順の8ビット受信


// クロック周波数
// __delay_ms(), __delay_us()関数が時間基準に使用する
// 4MHz
#define _XTAL_FREQ 4000000


//
// main関数
//
void main(void) {

    // 動作周波数設定
    OSCCON1bits.NDIV = 0b0000;  // 分周1:1
    OSCFRQbits.HFFRQ = 0b010;   // 4MHz

    // ピン属性設定
    ANSELC = 0b00000000;
    TRISC  = 0b01000000;

    // SPI信号線初期設定
    SPI_SCK  = 0;  // クロックを0
    SPI_MOSI = 0;  // マスタ→スレーブを0
    SPI_CSB  = 1;  // チップセレクトを1(=無効)

    // 0xD0に格納されているチップIDを読み取る
    uint8_t chipid = 0;

    chipid = spiRead1ByteData(0xD0);
    
    // ここで動作停止
    while(1){
    }

}


//
// SPIデータを指定アドレスから1バイト読み込み
// 
uint8_t spiRead1ByteData(uint8_t address) {

    // 受信データ格納変数
    uint8_t data;

    // チップセレクトを0にしてセンサモジュールとの通信開始
    SPI_CSB = 0;

    // SPI通信手順によりアドレスを送信
    spiSend8bit(address);

    // 念のためセンサの処理待ち
    __delay_us(10);
    
    // SPI通信手順によりデータを受信
    data = spiReceive8bit();

    // チップセレクトを1にして通信終了
    SPI_CSB = 1;

    // 受信したーデータを返す
    return data;

}


//
// SPIデータ8ビット書き込み
// 　　SCK/MOSI制御のための関数であるため
// 　　スレーブセレクト信号はこの関数の前後で制御すること
void spiSend8bit(uint8_t data) {

    // 8ビット分繰り返す
    for (int8_t i=7; i>=0; i--) {

        // (1)クロックを0にする
        SPI_SCK = 0;
        
        // (2)MOSIにデータをセットする
        if( data & (1<<i) ) {
            SPI_MOSI = 1;
        } else {
            SPI_MOSI = 0;
        }
      
        // (3)クロックを1にする
        SPI_SCK = 1;
    }

}

//
// SPIデータ8ビット読み込み
// 　　SCK/MOSI制御のための関数であるため
// 　　スレーブセレクト信号はこの関数の前後で制御すること
//
uint8_t spiReceive8bit() {

    // 受信データ格納変数
    uint8_t read_data = 0;

    // 8ビット分繰り返す
    for (int8_t i=7; i>=0; i--) {

        // 受信データ変数を1ビット左シフト
        read_data <<= 1;

        // (1)クロックを0にする
        SPI_SCK = 0;
        
        // (2)クロックを1にする
        SPI_SCK = 1;

        // (3)この時点でセンサからのデータを読めるので、MISOのピン状態を読む
        if(SPI_MISO){
            read_data |= 1;
        }
    }

    // 受信したデータを返す
    return read_data;

}