FT232R を使ったI2C 制御

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とある事情でキャラクタ LCD モジュールを PC に繋げたいと考えました. 当初は FT232R 等のUSB-シリアル変換デバイスを使って, PIC で LCD を制御しようかと考えました. しかし PIC のプログラムを組むのは面倒なので誰か製作記をあげてないかなとネットをさまよってみると, こんなページを発見しました. すばらしい! 早速該当するモジュールを買って改造を試みてみました.

3.3V 駆動回路だけど焼きこむ際 Vdd に 5V かけても大丈夫なのか心配 ⇒ 大丈夫でした
動作確認のため Vdd に3.3V かけてみると黒い豆腐しか出てこない ⇒ ちゃんと V0 に半固定抵抗つけないとダメだった
PICKIT3 だとなぜか上手く焼けない ⇒ Verify をしないよう設定が必要だった

などいろいろ紆余曲折がありましたが, とりあえず最終的に上手くいきました. すばらしい!

人間ここまで上手くいくと少し贅沢になります. 該当モジュールは 16 文字 2 行と沢山表示できる反面少しごつくかつ高価です. 当方が出したい文字はそこまで多くないのです. 秋月を覗くともう少し小さくて安い液晶モジュールが転がっています. I2C 接続ですが...

そんなにスピード要らないんだから以前開拓した FT232R の CBUS を IO ピンに見立て直接 PC から制御すればいいんじゃないかと思い立ちました. で, 実行に移す前に似たようなこと誰かやってないか探してみるとこちら (音が出るページです, 注意!) に先人がいました. しかもタイミングは Asynchronous Bit Bang mode というのを使えば FT232R の方で勝手にやってくれるので PC 側は気にかけなくていいようです.

早速それらの情報を使って実験用回路を組みと C++ のライブラリにしてみました。実験回路の配線は次のようなものです. 気をつけないといけないのは SCL および SDA をプルアップしないことです.

一方ライブラリは使用にあたって別途 ftd2xx.h と ftd2xx.lib が必要です. その辺の情報はこちらを参照ください. 使い方は

int OpenDevice(char *= null)
デバイスを開くする. 成功すると零を返す. 非零の場合, 理由が値で示されているが説明は省略, ソース参考されたし. 引数が無いもしくは null の場合, 最初に発見された FTDI デバイスを開く. 引数でシリアルナンバを指定して特定の FTDI デバイスを指定することもできる. シリアルナンバの取得や設定はこちらにある ft232rconf を使えば可能.
int CloseDevice()
デバイスを閉じる.
void SendStart()
スタートコンディションを送る
void SendStop()
ストップコンディションを送る
bool SendByte(byte)
1byte のデータを送る. ack があると true を返す.
void RecvByte(byte *, bool)
1byte のデータを受信する. 第二引数が true だと ack を返す.

実際の使い方は例えば 24C256 (A0,A1,A2,WP,Vss⇒GND, Vcc⇒Vdd) なら

char word[64] = "This is I2C writing test by FT232R Asynchronous bit bang mode. ";
ftdiI2Clib lib;

if (!lib.OpenDevice()){
#ifdef WRITE
  lib.SendStart();
  printf("%c\n", lib.SendByte(0xa0) ? 'o' : 'x');
  printf("%c\n", lib.SendByte(0x00) ? 'o' : 'x');
  printf("%c\n", lib.SendByte(0x00) ? 'o' : 'x');
  for (int i=0;i < 64;i++)
    printf("%c", lib.SendByte((byte)word[i]) ? 'o' : 'x');
  printf("\n");
  lib.SendStop();
#else
  byte k;

  lib.SendStart();
  printf("%c\n", lib.SendByte(0xa0) ? 'o' : 'x');
  printf("%c\n", lib.SendByte(0x00) ? 'o' : 'x');
  printf("%c\n", lib.SendByte(0x00) ? 'o' : 'x');

  lib.SendStart();
  printf("%c\n", lib.SendByte(0xa1) ? 'o' : 'x');

  for (int i=0;i < 63;i++){
    lib.RecvByte(&k, true);
    printf("%c", k);
  }
  lib.RecvByte(&k, false);
  printf("\n");
  printf("%c", k);
  lib.SendStop();

#endif
  lib.CloseDevice();
} else {
  fprintf(stderr, "Open Error\n");
}

てな感じでしょうか (このコードでは ack が帰ったかどうかをいちいち ox で確認しています).

一方 kxp84-2050 (GND,ADDR0⇒GND, VDD,IO_VDD,CS⇒Vdd, RESET⇒電源投入後一瞬だけ High) なら

if (!lib.OpenDevice()){
  byte k[6];
  int x,y,z;

  while (!kbhit()){
    lib.SendStart();
    lib.SendByte(0x30);
    lib.SendByte(0x00);

    lib.SendStart();
    lib.SendByte(0x31);

    for (int i=0;i < 5;i++)
      lib.RecvByte(&k[i], true);
	lib.RecvByte(&k[5], false);
    lib.SendStop();

    x = (k[0] << 4) + (k[1] >> 4) - 2048;
    y = (k[2] << 4) + (k[3] >> 4) - 2048;
    z = (k[4] << 4) + (k[5] >> 4) - 2048;

    printf("%d %d %d\n", x,y,z);
    Sleep(20);
  }
  lib.CloseDevice();
} else {
  fprintf(stderr, "Open Error\n");
}

てな感じでうまく動いているように見えます.

なお速度はありません. もともと液晶を表示させようともくろんでいるものですから.

で, 肝心の液晶は完成品の見た目も重要な要素となることもありまだ試していません. 上手くいけばまた公開します. 一方で冒頭で述べたシリアル化した液晶モジュールはちょっとした電子回路の動作確認といった用途に使っていくつもりです.

【追記】: なんとか出来ました

2015.11