TECHNICAL SPEC · I²C PROTOCOL

I²C通信仕様

FP01の中では、RS485で受けたコマンドをArduino（I²Cマスター）が解釈し、I²CでPSoC 4（出力制御）・EEPROM（設定の保存）・DMXドライバへ指示を出します（FP01 Rev1.6ではOLEDもI²C接続）。このページは、FP01ファームウェア Rev13 と PSoC Creator プロジェクトのソースを解析して、通信設定、PSoC 4のレジスタ、各コマンドのバイト列をまとめたものです。

SPEC VERSION: I2C_Rev13
BUS SPEED: 100 kHz
MASTER: Arduino (Wire)
ADDRESS: 7-bit
FIRMWARE: Rev13 (0013)

BUS MAP

I²Cバス構成

FP01のI²Cは2系統あります。Arduino側のI²Cは、FP01基板上のPSoC 4・EEPROMをつなぎ（FP01 Rev1.6ではOLEDも）、FFCの21・22番ピンからメイン基板にも出ています。PSoC側のI²CはFFCの19・20番ピンに出ていて、DIMX4では温度センサー用（TEMP/SDA・SCL）に割り当てられています。

ピン番号は FFCコネクタ仕様（FFC_Rev2）によります。DMXドライバのアドレスはファームウェア内の定義で、ドライバ1がリボンケーブルにいちばん近い基板です。

SETTINGS

通信設定

マスターはArduinoだけです。Wire.begin() を引数なしで呼んでいるので、Arduinoはマスターとしてバスに参加します。速度は指定せず、Arduinoの標準の100 kHzで動きます。OLEDのライブラリ（U8x8）は何も指定しないと400 kHzに上げてしまうため、setBusClock(100000) で100 kHzにそろえています。

SLAVE · OUTPUT CONTROL

0x08

PSoC 4

調光レベル、フェードタイム、モジュールIDを書き込むレジスタ型のスレーブ。書込みだけで、Arduinoからの読出しはしていません。

i2cDIMMER.cpp · PSOC_SLAVE_ADDRESS

SLAVE · SETTINGS STORE

0x50

EEPROM（AT24C256C）

モジュールアドレス、回路ごとの設定、グループ、シーンを保存。2バイトのメモリアドレス（上位→下位）で指定します。

i2cEEPROM.cpp · SLAVE_ADDRESS_EEPROM

SLAVE · DISPLAY · FP01 Rev1.6

0x3C

OLED（SH1106）

U8x8ライブラリの U8X8_SH1106_128X64_NONAME_HW_I2C。アドレスはライブラリの標準値です。約5分操作がないと省電力モードに入ります。

FP01 Rev2.1ではOLEDはSPI接続（SCK・MOSI・CS＋DC・RST）で、このI²Cアドレスは使いません。

screen.cpp

SLAVE · DMX DRIVER

0x0A–0x0D

DMXドライバ 1〜4

回路ごとに設定したドライバ番号（1〜4）のアドレスへ、4バイト固定のパケットを送ります。

Rev13.ino · I2C_SLAVEADDR_1〜4

設定値の一覧

項目	値	定義場所	補足
役割	Arduino = マスター	`Wire.begin()`	引数なし＝マスター。`setup()` 内で2回呼んでいますが動作は同じです。
クロック	`100 kHz`	Arduino標準	DMX対応版のコメントに「i2cの速度 100kbps（Arduinoデフォルトなので指定しない）」とあります。
OLEDのクロック	`100 kHz`	`u8x8.setBusClock(100000)`	FP01 Rev1.6でOLEDが同じバスにつながっていたため、速度をそろえています。
アドレス形式	7ビット	—	表の値はすべて7ビット表記です（書込み時の8ビット値は2倍：0x08 → 0x10）。
バイト順	ビッグエンディアン	—	2バイトの値（調光レベル、EEPROMアドレス、DMXチャンネル）は上位バイトから送ります。
PSoCへの送信待ち	`delay(5)`	`i2cDIMMER.cpp`	各書込みで `endTransmission()` の前に5 ms待ちます。
EEPROM書込み待ち	10〜20 ms	`i2cEEPROM.cpp`	1バイト：5 ms＋10 ms、2バイト：5 ms＋20 ms、複数バイト：バイト数×5 ms。

PSoC 4 · 0x08

PSoC 4レジスタマップ

PSoC 4は先頭1バイトをレジスタアドレスとして受け取り、その後ろのデータを書き込むレジスタ型スレーブです。PSoC 4に送るのはローカルアドレス0〜7の回路だけで、8以降は送りません。

レジスタ	名前	サイズ	値	送信関数
`0x00`	モジュールID	1 byte	1:IGBTX4　2:DIMX4　3:PWMX4　4:RELAYX8　5:RRX8　6:CTRL1　7:RS485X	`i2c_psoc_write_reg_module_id()`
`0x01–0x09`	未使用	—	Rev13では書き込みません	—
`0x0A + LA` 0x0A–0x11	フェードタイム	1 byte × 8	0〜255（0.1秒単位。2 = 0.2秒）	`i2c_psoc_write_reg_fade_time()`
`0x12 + LA×2` 0x12–0x21	調光レベル（DIRECT）	2 byte × 8	0〜1000（実% ×0.1%。0 = 消灯、1000 = 100%）、上位バイトから	`i2c_psoc_write_reg_light()`

LA = ローカルアドレス（モジュール内の回路番号 0〜7）。以前のバージョンにはMIN・MAXレベルのレジスタ（0x12・0x22）がありましたが、Rev13ではコメントアウトされていて、MIN・MAXの換算はArduino側の換算テーブルで行います。

送信フレーム

調光レベルを書くi2c_psoc_write_reg_light(LA, level)

S

0x08 Wスレーブ

0x12+LA×2レジスタ

level ≫ 8上位バイト

level & FF下位バイト

P

フェードタイムを書くi2c_psoc_write_reg_fade_time(LA, time)

S

0x08 Wスレーブ

0x0A+LAレジスタ

time0〜255（×0.1秒）

P

モジュールIDを書くi2c_psoc_write_reg_module_id(id)

S

0x08 Wスレーブ

0x00レジスタ

id1〜7

P

バイト列を計算する

ローカルアドレス (LA)

論理レベル

MINレベル（実%）

MAXレベル（実%）

フェードタイム

1. フェードタイム

2. 調光レベル

論理レベル（RS485コマンドで指定する 0〜1000）は、回路ごとのMIN・MAXから作る換算テーブルで実%に直してから送ります。論理0は0、論理1はMIN、論理1000はMAX、その間は直線で割り付けます（MIN = MAX のときは 1〜1000 として扱います）。

EEPROM · 0x50

EEPROMの読み書き

設定はすべて外付けEEPROM（AT24C256C-SSHL-T、256Kbit = 32KB、ページ64バイト）に保存し、起動時に読み込みます。メモリアドレスは2バイト（0x0000〜0x7FFF）で、ローカルアドレス × 0x100 ＋オフセットで回路ごとのブロックを分けています。LA0〜63の64回路分（0x0000〜0x3FFF、16KB）が容量の中に収まり、ファームウェアのページ長 EEPROM_PAGE_LENGTH = 64 もこのEEPROMのページサイズと一致します。

書込み（1 / 2 / Nバイト）i2c_eeprom_write_byte / _2byte / _nbyte

S

0x50 Wスレーブ

addr ≫ 8メモリアドレス上位

addr & FFメモリアドレス下位

data…1 / 2（上位→下位）/ 最大64（1ページ）

P

書いたあとはEEPROMの内部書込みが終わるまで待ちます（1バイト 10 ms、2バイト 20 ms、Nバイト N×5 ms）。

読出し（1 / 2バイト）i2c_eeprom_read_byte / _2byte

S

0x50 Wスレーブ

addr ≫ 8上位

addr & FF下位

P

S

0x50 Rスレーブ

data1 or 2バイト（上位→下位）

P

アドレスを書いていったんSTOPし、requestFrom() で読み出します（リピートスタートは使っていません）。

主な保存項目

オフセット	項目	サイズ	値
`0x0000`	モジュールアドレス	2	0〜255（LA0ブロックのみ）
`0x000E`	レスポンスモード	1	返信の種類（LA0ブロックのみ）
`0x000F`	OLED電源	1	0:OFF 1:ON（LA0ブロックのみ）
`0x0011`	モジュール機種ID	1	1〜7（PSoCのレジスタ0x00にも書く）
`0x18`	パワーオンレベル	2	0〜1000（論理）
`0x1C / 0x1E`	MIN / MAXレベル	2 + 2	0〜1000（実%）
`0x22`	ストアドレベル	2	OFF前のレベル（on__で復帰）
`0x24 / 0x25`	UP/DOWNステップ 1 / 2	1 + 1	壁スイッチ用 / HA用（×0.1%）
`0x27`	フェードタイム	1	0〜255（PSoC・DMXへそのまま転送）
`0x29`	オンディレイ	1	0〜255（×0.1秒）
`0x2B`	回路説明	16	ASCII
`0x3B`	回路アドレス	2	RS485で指定するアドレス
`0x40`	所属グループ ×16	32	グループn = 0x40 + n×2
`0x7A / 0x7B`	DMXドライバ番号 / チャンネル	1 + 2	1〜4 / 1〜512
`0x80`	シーンテーブル ×32	64	0〜1000、-1（0xFFFF）= 変化なし

0x18以降のオフセットは回路ごとの値で、実際のアドレスは LA × 0x100 ＋オフセットです。

DMX DRIVER · 0x0A–0x0D

DMXドライバへのパケット

DMXチャンネルが設定された回路は、PSoC 4への送信と同時に、DMXドライバにも4バイトのパケットを送ります。送り先はEEPROMの「DMXドライバ番号」で決まり、1→0x0A、2→0x0B、3→0x0C、4→0x0Dです。

DMXレベルを送るi2c_DMX(LA, level) → i2c_send_4byte_n()

S

0x0A–0D Wドライバ1〜4

ch ≫ 8DMXチャンネル上位

ch & FFDMXチャンネル下位（1〜512）

level ≫ 2明るさ 0〜250

fadeフェードタイム 0〜255

P

明るさは実%（0〜1000）を4で割った値です。最大は250で、DMXの255までは届きません。UP/DOWN操作のときはフェードタイムを2（0.2秒）に固定して送ります。

ファームウェアには、ドライバから12バイトを読み出してRS485へ中継するポーリング処理（Polling_Slave_1〜4）も残っていますが、loop() からの呼出しはコメントアウトされていて、Rev13では動きません。

COMMAND → I²C

RS485コマンドとI²C送信

RS485のコマンドは12文字（vコマンドは8文字）のASCIIで、[モード1文字][アドレス3桁][命令4文字][引数4桁] の形です。どのコマンドを受けたときにI²Cで何が送られるかをまとめました。

コマンド	内容	PSoC 4（0x08）	DMX	EEPROM
`m dire` / `a sccc` / `g sccc`	直接レベル指定・シーン呼出し	レベル	送信	読出しのみ
`v on__` / `v off_` / `v togg`	グループのON・OFF・トグル	レベル	送信	OFF時にストアドレベルを書込み
`v up__` / `down` / `up_2` / `dn_2`	グループのUP・DOWN	フェード=2 レベル	送信	ステップ値を読出し
`a fade` / `g fade`	一時的なフェードタイム	フェード	—	書き込まない
`s wftt` / `x wftt`	フェードタイムの設定	フェード	—	0x27
`a idon`	識別点滅の開始	フェード=15 → 0 / 1000 を交互に	—	—
`a idof`	識別点滅の停止	レベル=0	—	—
OLED 機種選択	モジュール機種の変更	モジュールID	—	0x0011
`s wmin` / `wmax` / `wpol` など	設定値の書込み	—	—	各項目

レベルを上げるとき（0より大きい値を送るとき）は、送信前にオンディレイ（×0.1秒）だけ待ちます。

起動時のシーケンス

01

設定を読む

EEPROMからモジュールアドレス、機種ID、レスポンスモード、OLED電源を読み込みます。

02

フェードタイム

LA0〜7のフェードタイムをEEPROMから読み、PSoCの 0x0A+LA に書きます。

03

パワーオンレベル

パワーオンレベルを読み、30 ms間隔でPSoCの 0x12+LA×2 に書いて点灯させます。

04

モジュールID

MIN・MAXを読んで換算テーブルを作り、最後に機種IDをPSoCの 0x00 に書きます。

PSoC CREATOR PROJECTS

PSoCプロジェクトのI²C設定

スイッチ（ROTARY03・ROTARY02N）のPSoC 5LPプロジェクトにもI²C部品の設定が残っています。ただし、現在のビルドでは配置配線レポートでI²Cの使用が0%で、FP01との通信はRS485（UART）で行っています。以前の設計でFP01と同じアドレス 0x08・100 kbps をそろえていた名残です。

プロジェクト	部品	モード	速度	アドレス	状態
ROTARY03 Rev1.1.5 CY8C5888LTQ-LP097	`I2C`	マスター（UDB）	100 kbps	（0x08）	未使用呼出しはコメントアウト
	`I2C_1`	マルチマスター	100 kbps	0x08	未使用
ROTARY02N Rev1.3	`EZI2C_Slave` / `EZI2C_1`	EZI2Cスレーブ（サブアドレス8ビット）	100 kbps	0x08	未使用

FP01に載っているPSoC 4（CY8C4245PVI-482）側のファームウェアはこの解析の対象に含まれていません。PSoC 4のレジスタマップは、マスター（Arduino）が送っている内容から読み取ったものです。

NOTES

実装上の注意

Rev13のソースを読んでわかった、使うときに気をつけたい点です。

PSoC 4に送るのはLA0〜7まで。RS485Xのように回路数が多い機種でも、PSoC 4のレジスタと換算テーブルは8回路分しかありません。LA8以降は換算テーブルを通さず、DMXにだけ送られます。
グループ読出しのアドレス指定。a joi1 と a gclr の処理で、i2c_eeprom_read_2byte() の1つ目の引数に 0x50 ではなく EEPROM_ADDRESS_FOR_GROUP（0x40）が渡されています。
送信待ちの位置。Wireは endTransmission() を呼んだ時点でまとめて送るため、その前に入っている delay(5) は送信の間隔を空ける役には立っていません。連続して送るときの間隔は、各関数の後ろの待ちで決まります。