Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik PCF8583 Uhr mit I2C ansteuern


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von Werner F. (frewer)


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Hallo Kollegen,

sitze schon einige Zeit an der Ansteuerung des PCF8583 von Philips, 
leider ohne Erfolg. Die Hardware scheint zu laufen, denn ich bekomme am 
Interrupt Pin den Sekundentakt. Wenn ich den Chip ansteuere, habe ich 
auch Signale auf SCL und SDA, kann aber nichts Vernünftiges auslesen. 
Mein Programm (Assembler) habe ich angehängt.
Eigenartig ist, dass ich beim Schreiben keine Fehlermeldungen bekomme 
und beim Lesen nur dann, wenn ich am Ende des Lesevorgangs kein ACK 
zurückgebe. Lese ich immer mit ACK, dann bekomme ich zumindest eine 
Anzeige mit 5 x 0. Dann allerdings kann ich den PCF nicht ein zweites 
Mal abfragen. Nach Rücksprung auf -weiter:- kommt die Fehlermeldung '8', 
also kein ACK der Uhr nach Anruf der Adresse.
Ich habe versucht, den Bus langsam zu machen (XTAL=24), bringt aber 
nichts. Entweder bin ich blockiert oder aber was anderes ist unklar.

Habe schon mehrere I2C Routinen aus dem Netz ausprobiert, aber stets ein 
ähnliches Problem. Auch meine Routinen sind nicht wirklich meine sondern 
aus einem Netzbeitrag entstanden. Ich habe nur mit den Zeiten etwas 
rumgespielt, um besser oszillographieren zu können.

Die Anzeige-Routine (LCD_Anzeige.inc) läuft ebenso wie die 
Timing-Routine (Time_22.inc)

Kann jemand helfen?
Gruß frewer

von Frank K. (fchk)


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Wenn Du eine helfende Hand suchst ... Du findest sie am Ende Deines 
rechten Arms.

Besorge Dir einen Logicanalyzer und schaue Dir eine komplette 
I2C-Transaktion mit Start- und Stop-Condition an. Dann wirst Du ja 
sehen, was Du falsch gemacht hast.

Die üblichen Pull-Ups an SCL und SDA hast Du?
Du weißt auch, dass I2C Open-Collector bzw Open-Drain Ausgänge fordert?

Schaltplan?

fchk

von frewer (Gast)


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Thanks Frank

für die Logik.
Also einen Logikanalizer habe ich nicht, aber einen guten Oszi mit dem 
ich - zusammen mit einem EXT Trigger, den ich mit Port LED erzeuge - mir 
eine Session ansehen kann. Das Problem ist nur, dass ich sehr genau die 
Abfolge sehe, nur einen Fehler kann ich nicht erkennen. Die Ausnahme ist 
halt, dass vorm Lesen bei der Adressierung der PCF manchmal das ACK 
nicht gibt und was noch komischer ist, dass, wenn wie im Datenblatt 
beschrieben der Master am Ende eines Lesezyklus kein ACK gibt, sofort 
eine Fehlermeldung folgt.

Der Schaltplan ist identisch mit dem Datenblatt also Pull-up Widerstände 
an SCL, SDA und Interrupt (je 3,9K), Uhrenquarz zwischen Pin 1 und 2 mit 
TrimmKapazität zwischen 1 und Vcc. Der Ausgang des AT89S51 an Port0 ist 
mit zusätzlich 10K pro Ausgang belastet.

Interessant ist weiter, dass ich gleich 2 komplette PCF Uhren aufgebaut 
habe und beide verhalren sich gleich.

Nun, werde halt noch etwas weiter experimentieren. Vielleicht finde ich 
ja doch noch die Erleuchtung.
Jedenfalls merci vielmals
frewer

von Frank K. (fchk)


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Hänge doch mal etwas anderes an den I2C, z.B. einen PCF8574. Da solltest 
Du den Erfolg an den Ausgängen gleich sehen können. Damit kannst Du sehr 
einfach prüfen, ob Du zumindest richtig auf den I2C schreiben kannst.

fchk

von frewer (Gast)


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Hi Frank,
merci, aber genau das ist ja das Verrückte. Ich habe ein Board mit dem 
PCF8574A (Portexpander), da läuft alles perfekt. Dann habe ich ein 
gleiches Board mit dem PCF8591 (A/D-Wandler). Das läuft nicht, obwohl 
ich die gleichen Routinen (übrigens von Dr Rathlev Uni Kiel) benutze. 
Dann habe ich mal mit dem Timing variiert, jedoch ohne Erfolg auch beim 
A/D Wandler. Dagegen hat der Portexpander mit dem Timing überhaupt kein 
Problem. Dann habe ich den AD-Wandler ausgetauscht (steckbar).
Ergebnis: das Gleiche wie vorher. Und die Uhrenbausteine, na ja, wie 
beschrieben.
Irgendwie gibt es da ein problem mit dem ACK, denn es ist komisch, dass 
beim Lesen der Uhr ich immer ein ACK geben muss - auch beim letzten Wert 
- sonst bekomme ich eine Fehlermeldung.
Dann habe ich noch eine Frage zum Datenblatt des PCF8583. Da sind in den 
Bildern Fig 18/19 zwei Lesemethoden. Fig 18 ist klar, aber Fig 19 
verstehe ich überhaupt nicht ???? Da gibt trotz Lesemodus der SLAVE 
stets ein ACK.

mfG
frewer

von HolgerT (Gast)


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Pin A0 des PCF8583 auf Low gelegt? Sonst Slave-Adresse 0xA1 verwenden.

von Helfer (Gast)


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HolgerT schrieb:
> Pin A0 des PCF8583 auf Low gelegt? Sonst Slave-Adresse 0xA1 verwenden.

Du meinst 0xA2?

von HolgerT (Gast)


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www.nxp.com/documents/data_sheet/PCF8583.pdf
Auf Seite 2 (Fig.1) ist der Anschluß mit "A0" bezeichnet.

von HolgerT (Gast)


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... aahh Ja! Natürlich, Adresse 0xA2 für Schreiben, bei Pin A0=high. 
(mann-o-mann wie kann man ein Pin "A0" nennen, wenn es Bit-1 einer 
Adresse beeinflusst?)

Nochmal (auch für mich) zum verifizieren:
A0=low:  0xA0 schreiben / 0xA1 lesen
A0=high: 0xA2 schreiben / 0xA3 lesen

von Frank K. (fchk)


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frewer schrieb:
> Hi Frank,
> merci, aber genau das ist ja das Verrückte. Ich habe ein Board mit dem
> PCF8574A (Portexpander), da läuft alles perfekt. Dann habe ich ein
> gleiches Board mit dem PCF8591 (A/D-Wandler). Das läuft nicht, obwohl
> ich die gleichen Routinen (übrigens von Dr Rathlev Uni Kiel) benutze.

Schreibst Du nur auf den 8574A, oder liest Du auch? Es kann ja sein, 
dass das Schreiben funktioniert, aber das Lesen (bzw die RepeatStart 
Condition) nicht funktioniert.

> Dann habe ich noch eine Frage zum Datenblatt des PCF8583. Da sind in den
> Bildern Fig 18/19 zwei Lesemethoden. Fig 18 ist klar, aber Fig 19
> verstehe ich überhaupt nicht ???? Da gibt trotz Lesemodus der SLAVE
> stets ein ACK.

Wenn der Master ein Byte schreibt, muss der Slave ein ACK senden, damit 
der Master das nächste Byte schreiben kann. Sendet der Slave ein NACK, 
muss der Master eine Stop Condition senden, und der Transfer ist zuende.

Wenn der Master ein Byte empfängt, muss er dem Slave ein ACK senden, 
damit der das nächste Byte sendet, ansonsten ein NACK und eine Stop 
Condition.

Bei einem Richtungswechsel der Datenflussrichtung schickt der Master 
keine Stop Condition, nachdem er die Adresse gesendet hat, sondern eine 
neue Start Condition (RepeatStart).

Prüfe, ob Dein Code das immer so macht.

fchk

von frewer (Gast)


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Hi Holger,

Du hast mir einen ganz schönen Schreck eigejagt, aber nach Überprüfung 
stelle ich fest, dass A0 mit VSS auf GND liegt.
Also ist die Adresse UADr equ 0A0h für Schreiben ok. Beim Lesen mache 
ich ein < mov a,#UADr >, dann ein < or a,#1 > was natürlich 0A1h (0xA1) 
ergibt.
Also daran kann es wohl nicht liegen.

trotzdem herzlichen Dank, jeder ausgemerzte fehler hilft natürlich
Gruß
frewer

von frewer (Gast)


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Hallo Frank,

also ich lese nur vom Portextender PCF8574A (aber da ist ja ein 
Schreiben mit dabei) und das Lesen ist völlig ok.
Allerdings habe ich den Startbefehl so gestaltet, dass ich zuerst ein 
STOP ausgebe und prüfe, ob SCL und SDA high sind (ist der Bus frei?). 
Dann gebe ich die START-Kondition. Das werde ich nachmal mal ändern.

Danke für die Mühe und mfG
frewer

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Das kann auch nicht der Fehler sein, denn der Port-Expander folgt der 
gleichen Adressierungslogik wie die RTC. Bei i2c gibt es vereinfacht nur 
7-Bit Adressen, die per Definition von NXP, eins nach links geshiftet 
werden. Danach wird rechts ein Bit für Lesen/Schreiben angehängt.

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ich sehe zwei interessante Sachen:
1. Der Portexpander hat kein Adressregister
2. Dein Code kann nicht mit den wiederholten START-Folgen funzen.

Was ist denn der Unterschied zwischen 'Startbefehl' und 'START' bei dir? 
Auf STOP darf STOP folgen, auf START vermutlich nicht sofort ein 
weiterer START. Jedenfalls bräuchte man es nicht (Macht keinen Sinn) und 
ich habe es nie gemacht.

von frewer (Gast)


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Hallo, ich melde mich nochmal zum Thema:

Also nach mühsamer Suche mit dem Oszillographen habe ich festgestellt, 
dass offenbar mein I2C-Bus zu schnell war. Ich lag zwar unter 100kHz, 
was nach Datenblatt ok wäre, doch bekam ich stets Fehlermeldungen an 
unterschiedlichen Stellen (mal beim Schreiben, mal beim Lesen). Ich bin 
jetzt weiter heruntergegangen mit der Clockfrequenz (ca 45kHz) und jetzt 
läuft sie, die Uhr. Weiter habe ich festgestellt, dass der Baustein 
sehr, sehr empfindlich auf Verunreinigungen der Betriebsspannung 
reagiert. Man muß da wirklich sauber abblocken sonst geht nichts.

mfG
frewer

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Bei mir lief der Baustein ohne Probleme. So wie man es von NXP generell 
erwartet. Vielleicht hast du doch noch ein Problem drin, eventuell 
hardwareseitig.
Bei i2c muß man an einer Stelle im Protokoll 4,7us warten. Hast du das 
drin?

von frewer (Gast)


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Hallo Abdul,

bin schon mal froh, dass die Uhr überhaupt vernünftig läuft. Ich hatte, 
wie gesagt, das Timing des Philips (NXP) Datasheet zum PCF8583 exakt 
eingehalten, doch ohne Erfolg. Jetzt habe ich die Zeiten verlängert 
(statt 4,7µsec auf ca 10µsec) und siehe da, jetzt geht die Abfrage. 
Natürlich werde ich jetzt versuchen, die Übertragung zu beschleunigen 
(interessehalber) aber zunächst will ich die Uhr für meine 
Heizungssteuerung preparieren, um dort die Uhrzeit aus dem programm zu 
nehmen. Als nächste Variante will ich dann versuchen, auch die 
Sommer-/Winterzeit - Umschaltung mit dem Bauatein zu machen. Mal sehen, 
ob das alles klappt.
Übrigens kannst Du mir nicht mal genau sagen, wo Du die 4,7µsec 
eingebaut hast und mit welcher Frequenz Du überhaupt arbeitest?

mfG
frewer

von Abdul K. (ehydra) Benutzerseite


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Ist lange her, so ca. 1993. Da machte ich Bit-Banging. Die von mir 
geschriebenen Sources habe ich nicht mehr und die gehören mir auch 
nicht. Tut mir leid.

Momentan benutze ich immer ne fertige Lib des MCU-Herstellers und muß 
also nix mehr aufbrödeln. PCF8583 habe ich seitdem auch nicht mehr 
angesprochen. Wenn RTC, dann läuft die direkt auf dem Controller.

Bei i2c sieht es einfach schlecht aus, wenn mal was nicht geht.

von Hannes (Gast)


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Das mit den 4.7us erscheint mir sehr seltsam.

Der PCF8583 kann nur 100kHz, da sind immer >= 10us angesagt.

von frewer (Gast)


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Na Hannes, mit den 4,7µsec, das stimmt schon, wenn man die Impulsbreite 
nimmt (wie im Datenblatt auch angegeben). Das errechnet sich zu ca 
100kHz, wenn man 2 Impulsbreiten nimmt - wie für die Frequenz nötig -.
Mittlerweile habe ich mit 5µsec Impulsbreite eine funktionierende I2C 
Routine, die mit allen meinen Chips zusammenarbeitet (Expander, 
AD-Wandler, Uhr).
mfG
frewer

von Hannes (Gast)


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OK dann.

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