RX72N Envision KitとBME280で温湿度気圧測定

今回の目的

PMODコネクタ経由で何かI2C方式のセンサを制御したいということで、定番の温湿度センサBME280のボードを接続してデータを取り込みました。

最初通信がうまくいかずAnalog Discovery2を買って波形確認などしたのですが、単にPMRレジスタのPSEL設定ミスでした。修正後無事にデータが取り込めましたので、簡単に設定について記録します。

情報収集

BOSCH様のデータシートを入手してアドレスやレジスタ構成を確認しました。
https://www.bosch-sensortec.com/media/boschsensortec/downloads/datasheets/bst-bme280-ds002.pdf

直接通信には使用しないCSBとSDO端子ですが、データシートの記述通り

• CSB…通信方式の選択、VCCレベル入力でI2C
• SDO…VCCかGNDかでデバイスアドレスの末尾が"1","0"と変わる
  ためブレッドボードで固定が必要でした。

プログラムのフローはGR-CITRUSで動作された例の紹介がありましたので、こちらを参考にさせて頂きました。
https://japan.renesasrulz.com/gr_user_forum_japanese/f/gr-citrus/5659/gr-citrus-bme280

ただしKitの開発環境はArduino.hが現状使えませんので、Wire.やSerial.といった関数を自分で作成する必要がありました。

コーディング

PMOD2で簡易I2Cを制御するため下記の初期設定を行います。

//I2C PMOD2
int i2c_init(void) {

	int	i;

	//Port Settings
	MPC.PWPR.BYTE = 0x00;             //B0WI=0
	MPC.PWPR.BYTE = 0x40;             //PFS Write Enable

	PORT9.PMR.BIT.B0 = 1;				//P90:peripheral
	PORT9.PMR.BIT.B2 = 1;				//P92:peripheral

	PORT9.ODR0.BIT.B0 = 1;				//P90:NchOpenDrain (ODR0.B0!)
	PORT9.ODR0.BIT.B4 = 1;				//P92:NchOpenDrain (ODR0.B4!)

	MPC.P90PFS.BYTE = 0x0A;           //P90:SSDA7	(PSEL=0A!)
	MPC.P92PFS.BYTE = 0x0A;           //P92:SSCL7	(PSEL=0A!)

	//for I2C
	SYSTEM.MSTPCRB.BIT.MSTPB24 = 0;		//SCI7(I2C)

	SCI7.SCR.BYTE = 0x00;				//TE=0,RE=0 (At the same time)
	SCI7.SIMR3.BYTE = 0xF0;			//SSDA,SSCL:Hiz
	SCI7.SMR.BYTE = 0x00;				//CKS[1:0]=00b
	SCI7.SCMR.BYTE = 0xFA;				//SDIR=1:MSB first (I2C)
	//SCI7.BRR = 0x33;                  //19200bps:32MHz,1:1 (51.08d)
	SCI7.BRR = 0x09;                  //100000bps:32MHz,1:1 N=((32*10^6)/(64*2^(-1)*100000))-1 = 9(dec)

	//SCI7.SEMR.BYTE = 0x00;
    SCI7.SEMR.BIT.NFEN = 1;        //ノイズ除去フィルタあり
    //SCI7.SNFR.BIT.NFCS=1;        //1分周のクロックをノイズフィルタに使用
    SCI7.SNFR.BYTE = 0x01;				//1分周のクロックをノイズフィルタに使用

	//for (i=0;i<1000;i++) {}           //wait
	//SCI7.SSR.BYTE = 0x00;             //status clear

    SCI7.SIMR1.BIT.IICM=1;        //簡易I2Cモード
    SCI7.SIMR1.BIT.IICDL=1;        //SCLから1サイクル遅れてSDAを変化させる

    SCI7.SIMR2.BIT.IICACKT=1;    //NACK送信またはACK/NACK受信
    SCI7.SIMR2.BIT.IICCSC=1;    //クロック同期を行う（スレーブからのクロックストレッチを受け入れる）
    SCI7.SIMR2.BIT.IICINTM=1;			//0：ACK/NACK INterrrupt、1：送受信割込み

    SCI7.SPMR.BYTE=0;					//SPI Stop

	SCI7.SCR.BYTE |= 0x30;             //TIE=0,RIE=0,TE=1,RE=1

	return 0;
}

SCI7がPMOD2に割り当てられていて、簡易I2Cの接続は

• P90/SMOSI7がSSDA7
• P92/SMOSI7がSSCL7
  となります。

I2Cの送受信とも前回のISL29034制御のプログラムと同じで問題ありませんでした。

BME280のPOR発行や制御レジスタの設定を初期化ルーチンで最初の一度のみ行います。Wire関数が使えませんのでsend関数に渡します。

BME280_EK_test.c(BME280_init抜粋)

    ...
    send_i2c( BME280_REGISTER_SOFTRESET, 0xB6 );

    //delay( 300 );
    for(i=0;i<300;i++);

    send_i2c( BME280_REGISTER_CONTROLHUMID, ctrl_hum_reg);
    send_i2c( BME280_REGISTER_CONTROL, ctrl_meas_reg);
    send_i2c( BME280_REGISTER_CONFIG, config_reg);
    ...

Readも原始的ですが1バイトづつ読んで配列に入れています。

BME280_EK_test.c(BME280readData抜粋)

    for (i=0;i<8;i++){
    	data[i] = recv_i2c((BME280_REGISTER_PRESSUREDATA + i), 1);
    	//ee_printf("READ:data[%d]..%lu\n",i,data[i]);

    }

BME280はNACKの発行の仕方次第でバースト転送も可能ということで、そのうち挑戦しようと思います。
上記参考サイトの製品がRX63系ということもあり、キャリブレーションの関数等はそのままでもコンパイルが通りました。

実行の結果が下記です。ESP32の結果との相関も確認できましたので、PMOD2経由でのI2C制御も出来たということになります。

感想

動いてしまえばなんということもないのですが、PMRの記述ミスに気付かずESP32-DevkitCで動作確認したりAnalogDiscovery2のロジアナ機能で波形を見たりと少し遠回りしました。
やはり、

• インターネット上での動作報告やサンプルコードが豊富なArduino環境
• 波形を確認する手段
  があるとだいぶ違いますね。

スマートコンフィギュレータやFITの使い方もそろそろ覚えたいです。