I2C (MicroPython + Thonny)

はじめに

教育ボードに搭載されている液晶ディスプレイ (LCD) とリアルタイムクロック (RTC) を使う.

プログラムの書き方

MicroPython のリファレンスのI2C bus を参照する.

I2C で LCD や RTC と通信する際は, i2c.readfrom や i2c.writeto の引数を通信相手先の都合に合わせる必要がある. そのためには各機器のデータシートを確認せねばならない.

以下，Micropython のマニュアルから主な使い方を抜粋する．

from machine import Pin, I2C

i2c = I2C(scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400000) # 初期化．scl と sda のピン番号，および周波数を指定する．

i2c.readfrom(0x3a, 4)   # アドレス 0x3a のデバイスから 4 バイト読み込み

i2c.writeto(0x3a, '12') # アドレス 0x3a のデバイスに '12' を書き込み

buf = bytearray(10)     # 10バイトのバッファを作成
buf[0] = 0x00           # 1バイト目
....
i2c.writeto(0x3a, buf)  # 与えたバッファをスレーブに書き込み

プログラムの作成

LCD に最初の 5 秒間 "Hello!! from ESP" と表示させ, その後に時刻を表示させるようにする.

from time import sleep
from machine import I2C, Pin

lcd_address = 0x3e
rtc_address = 0x32

def lcd_cmd(i2c, cmd):
    buf = bytearray(2)
    buf[0] = 0x00
    buf[1] = cmd
    i2c.writeto(lcd_address, buf)

def lcd_data(i2c, data):
    # 自分で書く. LCD に 1 文字表示させるための関数．

def lcd_clear(i2c):
    # 自分で書く．LCD の文字をクリアするための関数

def lcd_home0(i2c):
    # 自分で書く．LCD のカーソルを 1 行目の先頭にもっていくための関数．

def lcd_home1(i2c):
    # 自分で書く．LCD のカーソルを 2 行目の先頭にもっていくための関数．

def lcd_cursor(i2c, x, y):
    # 自分で書く．LCD のカーソルを y 行目の x 番目にもっていくための関数．

def lcd_init(i2c):
    # LCD の初期化
    sleep(0.2)
    for cmd in (0x38, 0x39, 0x14, 0x70, 0x56, 0x6C):
        lcd_cmd( i2c, cmd)
    sleep(0.3)
    #初期化の後半は自分で書く

def lcd_print(i2c, data):
    # LCD に data (文字長 > 1) を表示するための関数
    for i in range(len(data)):
        lcd_data(i2c, ord(data[i]))

def rtc2_init(i2c):
     # 自分で書く．RTC の初期化．

def rtc2_set(i2c):
     # 自分で書く．RTC に適当な時刻を設定するための関数

def rtc2_get(i2c, tt):
    # 読み込みは自分で書く．RTC から時刻を取得するための関数
    buf = ...

    # 読み込んだデータをハッシュに代入
    tt['year'] = buf[7]
    tt['mon']  = buf[6]
    tt['mday'] = buf[5]
    tt['hour'] = buf[3] & 0x3F
    tt['min']  = buf[2]
    tt['sec']  = buf[1]

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#i2C初期化
i2c = I2C( scl=Pin(22), sda=Pin(21), freq=400*1000)  #freq はデフォルト値

# 変数初期化
msg1 = 'Hello!'
msg2 = 'from ESP'

# LCD 初期化
lcd_init(i2c)

# msg1, msg2 を LCD に表示
# 自分で書くこと

# wait
sleep(5)

# RTC 初期化
rtc2_init(i2c)

# 時刻の入力
rtc2_set(i2c)

#繰り返しに時刻を表示させる
while True:
    tt = {}
    rtc2_get(i2c, tt)
    time0 = '%02x-%02x-%02x' % (tt['year'], tt['mon'], tt['mday'] )
    time1 = '%02x:%02x:%02x' % (tt['hour'], tt['min'], tt['sec'] )
    # msg1, msg2 を LCD に表示
    # 自分で書くこと

課題

上記のプログラムを完成させなさい．