drivers/avr/i2c_master.c

   1 /* Library made by: g4lvanix
   2  * Github repository: https://github.com/g4lvanix/I2C-master-lib
   3  */
   4
   5 #include <avr/io.h>
   6 #include <util/twi.h>
   7
   8 #include "i2c_master.h"
   9 #include "timer.h"
  10
  11 #define F_SCL 400000UL // SCL frequency
  12 #define Prescaler 1
  13 #define TWBR_val ((((F_CPU / F_SCL) / Prescaler) - 16 ) / 2)
  14
  15 void i2c_init(void)
  16 {
  17   TWSR = 0;     /* no prescaler */
  18   TWBR = (uint8_t)TWBR_val;
  19 }
  20
  21 i2c_status_t i2c_start(uint8_t address, uint16_t timeout)
  22 {
  23   // reset TWI control register
  24   TWCR = 0;
  25   // transmit START condition
  26   TWCR = (1<<TWINT) | (1<<TWSTA) | (1<<TWEN);
  27
  28   uint16_t timeout_timer = timer_read();
  29   while( !(TWCR & (1<<TWINT)) ) {
  30     if ((timeout != I2C_TIMEOUT_INFINITE) && ((timer_read() - timeout_timer) >= timeout)) {
  31       return I2C_STATUS_TIMEOUT;
  32     }
  33   }
  34
  35   // check if the start condition was successfully transmitted
  36   if(((TW_STATUS & 0xF8) != TW_START) && ((TW_STATUS & 0xF8) != TW_REP_START)){ return I2C_STATUS_ERROR; }
  37
  38   // load slave address into data register
  39   TWDR = address;
  40   // start transmission of address
  41   TWCR = (1<<TWINT) | (1<<TWEN);
  42
  43   timeout_timer = timer_read();
  44   while( !(TWCR & (1<<TWINT)) ) {
  45     if ((timeout != I2C_TIMEOUT_INFINITE) && ((timer_read() - timeout_timer) >= timeout)) {
  46       return I2C_STATUS_TIMEOUT;
  47     }
  48   }
  49
  50   // check if the device has acknowledged the READ / WRITE mode
  51   uint8_t twst = TW_STATUS & 0xF8;
  52   if ( (twst != TW_MT_SLA_ACK) && (twst != TW_MR_SLA_ACK) ) return I2C_STATUS_ERROR;
  53
  54   return I2C_STATUS_SUCCESS;
  55 }
  56
  57 i2c_status_t i2c_write(uint8_t data, uint16_t timeout)
  58 {
  59   // load data into data register
  60   TWDR = data;
  61   // start transmission of data
  62   TWCR = (1<<TWINT) | (1<<TWEN);
  63
  64   uint16_t timeout_timer = timer_read();
  65   while( !(TWCR & (1<<TWINT)) ) {
  66     if ((timeout != I2C_TIMEOUT_INFINITE) && ((timer_read() - timeout_timer) >= timeout)) {
  67       return I2C_STATUS_TIMEOUT;
  68     }
  69   }
  70
  71   if( (TW_STATUS & 0xF8) != TW_MT_DATA_ACK ){ return I2C_STATUS_ERROR; }
  72
  73   return I2C_STATUS_SUCCESS;
  74 }
  75
  76 int16_t i2c_read_ack(uint16_t timeout)
  77 {
  78
  79   // start TWI module and acknowledge data after reception
  80   TWCR = (1<<TWINT) | (1<<TWEN) | (1<<TWEA);
  81
  82   uint16_t timeout_timer = timer_read();
  83   while( !(TWCR & (1<<TWINT)) ) {
  84     if ((timeout != I2C_TIMEOUT_INFINITE) && ((timer_read() - timeout_timer) >= timeout)) {
  85       return I2C_STATUS_TIMEOUT;
  86     }
  87   }
  88
  89   // return received data from TWDR
  90   return TWDR;
  91 }
  92
  93 int16_t i2c_read_nack(uint16_t timeout)
  94 {
  95
  96   // start receiving without acknowledging reception
  97   TWCR = (1<<TWINT) | (1<<TWEN);
  98
  99   uint16_t timeout_timer = timer_read();
 100   while( !(TWCR & (1<<TWINT)) ) {
 101     if ((timeout != I2C_TIMEOUT_INFINITE) && ((timer_read() - timeout_timer) >= timeout)) {
 102       return I2C_STATUS_TIMEOUT;
 103     }
 104   }
 105
 106   // return received data from TWDR
 107   return TWDR;
 108 }
 109
 110 i2c_status_t i2c_transmit(uint8_t address, uint8_t* data, uint16_t length, uint16_t timeout)
 111 {
 112   i2c_status_t status = i2c_start(address | I2C_WRITE, timeout);
 113   if (status) return status;
 114
 115   for (uint16_t i = 0; i < length; i++) {
 116     status = i2c_write(data[i], timeout);
 117     if (status) return status;
 118   }
 119
 120   status = i2c_stop(timeout);
 121   if (status) return status;
 122
 123   return I2C_STATUS_SUCCESS;
 124 }
 125
 126 i2c_status_t i2c_receive(uint8_t address, uint8_t* data, uint16_t length, uint16_t timeout)
 127 {
 128   i2c_status_t status = i2c_start(address | I2C_READ, timeout);
 129   if (status) return status;
 130
 131   for (uint16_t i = 0; i < (length-1); i++) {
 132     status = i2c_read_ack(timeout);
 133     if (status >= 0) {
 134       data[i] = status;
 135     } else {
 136       return status;
 137     }
 138   }
 139
 140   status = i2c_read_nack(timeout);
 141   if (status >= 0 ) {
 142     data[(length-1)] = status;
 143   } else {
 144     return status;
 145   }
 146
 147   status = i2c_stop(timeout);
 148   if (status) return status;
 149
 150   return I2C_STATUS_SUCCESS;
 151 }
 152
 153 i2c_status_t i2c_writeReg(uint8_t devaddr, uint8_t regaddr, uint8_t* data, uint16_t length, uint16_t timeout)
 154 {
 155   i2c_status_t status = i2c_start(devaddr | 0x00, timeout);
 156   if (status) return status;
 157
 158   status = i2c_write(regaddr, timeout);
 159   if (status) return status;
 160
 161   for (uint16_t i = 0; i < length; i++) {
 162     status = i2c_write(data[i], timeout);
 163     if (status) return status;
 164   }
 165
 166   status = i2c_stop(timeout);
 167   if (status) return status;
 168
 169   return I2C_STATUS_SUCCESS;
 170 }
 171
 172 i2c_status_t i2c_readReg(uint8_t devaddr, uint8_t regaddr, uint8_t* data, uint16_t length, uint16_t timeout)
 173 {
 174   i2c_status_t status = i2c_start(devaddr, timeout);
 175   if (status) return status;
 176
 177   status = i2c_write(regaddr, timeout);
 178   if (status) return status;
 179
 180   status = i2c_start(devaddr | 0x01, timeout);
 181   if (status) return status;
 182
 183   for (uint16_t i = 0; i < (length-1); i++) {
 184     status = i2c_read_ack(timeout);
 185     if (status >= 0) {
 186       data[i] = status;
 187     } else {
 188       return status;
 189     }
 190   }
 191
 192   status = i2c_read_nack(timeout);
 193   if (status >= 0 ) {
 194     data[(length-1)] = status;
 195   } else {
 196     return status;
 197   }
 198
 199   status = i2c_stop(timeout);
 200   if (status) return status;
 201
 202   return I2C_STATUS_SUCCESS;
 203 }
 204
 205 i2c_status_t i2c_stop(uint16_t timeout)
 206 {
 207   // transmit STOP condition
 208   TWCR = (1<<TWINT) | (1<<TWEN) | (1<<TWSTO);
 209
 210   uint16_t timeout_timer = timer_read();
 211   while(TWCR & (1<<TWSTO)) {
 212     if ((timeout != I2C_TIMEOUT_INFINITE) && ((timer_read() - timeout_timer) >= timeout)) {
 213       return I2C_STATUS_TIMEOUT;
 214     }
 215   }
 216
 217   return I2C_STATUS_SUCCESS;
 218 }