MachiKaniaでTiny RTCのSRAMやEEPROMを使う

はじめに

先日Amazonから購入したTiny RTCをMachiKaniaで使ってっみました。日時の読み書き、不揮発性SRAM、EEPROMへのデータの読み書きができたのでその方法をまとめました。

検証環境

下記の環境で動作を確認しました。

• MachiKania簡易キット：Raspberry Pi Pico 2 Wを搭載しています
• MachiKania type P Phyllosoma 1.6.1.0
• Tiny RTC

Tiny RTC

Tiny RTCはリアルタイムクロックチップにDS1307を使用し、32Kビット（4Kバイト）のEEPROM AT24C32を搭載しています。DS1307は56バイトのバッテリバックアップされたSRAMを内蔵しているので少量ですがデータを保存できます。また、SQW/OUTピンから1Hz/4.096k/8.192k/32.768kHz を矩形波を出力できます。また、I²Cでアクセスできる容量4KバイトのEEPROM AT24C32を搭載しているので内蔵のSRAMよりも多くのデータを保存できます。

接続

Tiny RTCをMachiKania簡易キットのRaspberry Pi Picoを次の表に示すように接続しました。

Tiny RTC	Pico
DS	未接続
SCL	DP7(10)
SDA	DP6(9)
VCC	VBUS(40)
GND	GND(38)

Tiny RTCは3.3Vでは動作しませんでした。5Vを印加する必要があります。

写真の画面には以前作ったI²Cスレーブアドレスのスキャンプログラムの実行結果が表示されています。AT24C32とRS1307のスレーブアドレスが取得できているのがわかります。

DS1307の日時設定

DS1307に設定する日時はレジスタ0x00〜0x06に秒、分、時、曜日、日、月、年（西暦年下二桁）の順にそれぞれの値のBCDコードで書き込みます。

DS1307はI²Cでアクセスでき、そのスレーブアドレスは0x68です。

Radpberry Pi Pico WやPico 2 WでNTP経由で取得した日時をDS1307に設定しました。次のプログラムでRadpberry Pi Picoの日時を取得してDS1307に設定しました。

RS1307.BAS

A=$68
DIM B(6)

I2C

REM Get datetime from Pico
T$=GETTIME$()

Y=VAL(STRFTIME$("%Y"))-2000
M=VAL(STRFTIME$("%m"))
D=VAL(STRFTIME$("%d"))
H=VAL(STRFTIME$("%H"))
I=VAL(STRFTIME$("%M"))
S=VAL(STRFTIME$("%S"))

POKE B+6,GOSUB(D2B,Y)
POKE B+5,GOSUB(D2B,M)
POKE B+4,GOSUB(D2B,D)
POKE B+3,GOSUB(WD,Y,M,D)
POKE B+2,GOSUB(D2B,H)
POKE B+1,GOSUB(D2B,I)
POKE B  ,GOSUB(D2B,S)

REM Set datetime on DS1307 RTC
I2CWRITEDATA A,B,7,0
END

REM Convert BCD to decimal
LABEL B2D
VAR T
  T=ARGS(1)
  T=(T >> 4) * 10 +(T AND $0F)
RETURN T

REM Convert decimal to BCD
LABEL D2B
VAR T
  T=ARGS(1)
  T=((T/10)<<4) OR (T%10)
RETURN T

REM Get weekday number
LABEL WD
VAR Y,M,D,T,R
DIM T(11)

T(0)=0:T(1)=3:T(2)=2:T(3)=5
T(4)=0:T(5)=3:T(6)=5:T(7)=1
T(8)=4:T(9)=6:T(10)=2:T(11)=4

Y=ARGS(1)
M=ARGS(2)
D=ARGS(3)

IF M<3 THEN Y=Y-1
R=(Y+Y/4-Y/100+Y/400+T(M-1)+D)%7+1
RETURN R

DS1307のバッテリーバックアップSRAMの読み書き

DS1307のレジスタアドレス0x08〜0x3Fの56バイト領域は自由に読み書きできます。たとえば、文字列MachiKaniaをレジスタアドレス0x08からの領域に書き込み、読み出して表示する場合のコードは次のようになります。

REM Write string 'MachiKania'
S$="MachiKania"
I2CWRITEDATA A,S,LEN(S$),$08

REM Read SRAM DATA
DIM B(10)
I2CREADDATA A,B,LEN(S$),$08
FOR I=0 TO LEN(S$)-1
  PRINT CHR$(PEEK(B+I));
NEXT

I2CWRITEDATA命令のバッファアドレスには文字列変数の接尾語＄を除いた変数名を与えます。こうすると文字列の格納アドレスが得られます。

EEPROM AT24C32の読み書き

Tiny RTCに搭載されたEEPROM AT24C32はI²Cでアクセスできます。そのスレーブアドレスは0x50です。AT24C32は32Kビット（4Kバイト）の容量なのでそのアドレス範囲は0x0000〜0x0FFFとなります。読み書きする先頭アドレスを上位4ビット、下位4ビットに分けて送信し、データを読み書きします。

次のコードはアドレス0x0010からの領域に文字列MachiKaniaを書き込み、読み取るものです。バッテリバックアップSRAMへのアクセスとほぼ同じです。

EEPROMT.BAS

REM READ/WRITE EEPROM(AT24C32)
USEVAR EE,ADR,HI,LO
DIM B(10)
EE=$50    : REM EEPROM I2C address
ADR=$0010 : REM memory address

I2C

HI=ADR/256
LO=ADR AND $FF

REM Write string
S$="MachiKania"
I2CWRITEDATA EE,S,LEN(S$),HI,LO
GOSUB EE_WAIT

REM Read string
I2CREADDATA EE,B,LEN(S$),HI,LO
REM Print string
PRINT "READ: ";
FOR I=0 TO LEN(S$)
  PRINT CHR$(PEEK(B+I));
NEXT
PRINT
END

REM Wait for write to complete
LABEL EE_WAIT
  DO
    I2CWRITE EE,0
    DELAYMS 1
  LOOP WHILE I2CERROR()!=0
RETURN

さいごに

DS1307の日時設定は以前使ったDS3231とスレーブアドレス、レジスタアドレスも同じで、プログラムを流用できました。

EEPROM AT24C32の使い方はChatGPT 5.2 Thinkingで調べ、コードを作成させました。ほぼ正しいコードが作成されていたので情報源を確認すると、自分のQiitaへの投稿が含まれていました。

DS1307の不揮発性SRAMやEEPROMが利用できるのはストレージを持てないシステムでは有用だなと思おいました。

参考サイト

• DS1307