I2C 筆記

參考資料:
http://wiki.csie.ncku.edu.tw/embedded/I2C
http://www.ti.com/lit/an/slva704/slva704.pdf


I2C

• 連線基本上是wired-and，有一個裝置拉low 則整個bus都low
• 基本上1 master -> n slave
• 但可有多master
• 基本上master在有資料傳輸時會等待
• 若兩個master很剛好同時要運作，wired-and 特性會讓其中一個master發現到有人同時在傳而停止傳輸
• 若 Master 1 欲將 SDA logic 拉高，最後卻 SDA logic 為低，代表仲裁輸了，該 master 立即停止動作。
• 若同時起始傳輸，與較小slave address 溝通的master會拿到bus(因為與較大slave address溝通的master會在address內的某個bit寫1，但bus卻仍為0)
• 同理，若slave address 相同，則write 的master 拿到bus(因為write bit為0, read 的master 發現設1但讀出為0)
• 若兩個master 皆為Read, 則沒差，
• 若兩個master 皆為write, 則看誰比較先遇到寫1時另一個master寫0
• 輸掉的 master 寧可先放棄 (Back Off) 等候，到看見停止狀態的出現才開始傳送。
• Serial, 8-bit oriented, bidirectional data transfers
• slave address: 
• 7bit, 保留16個，故最多只能跟112個節點通訊
• 1byte
• addr bit 6~0 + R/W bit
• 10bit, 分2byte傳輸, ，address 開頭固定為11110
• byte1: 11110 + bit9 bit8 + R/W
• byte2: bit 7~0
• bus 
• speed: 
• 低速 10Kbit/s 
• 標準 100Kbit/s standard-mode
• 快速 400Kbit/s fast-mode
• 快速+ 1Mbit/s fast-mode plus\
• 高速 3.4Mbit/s high-speed mode
• 超快速: 5Mbps ultra fast-mode(uni-direction)
• 2 pin, 需要pull high, 
• SDA: data
• SCL: clock
• terminology
• Transmitter : the device which sends data to the bus
• Receiver : the device which receives data from the bus
• Master : the device which initiates a transfer, generates clock signals and terminates a transfer
• Slave : the device addressed by a master
• read/write整體流程
• write
• master:
• START
• send slave address(7bit) + 0(1bit, r=1, w=0)
• slave:
• 回ACK(SCL=high 時將SDA 拉low)
• master:
• send register address(8b)
• slave:
• ACK
• master send new register value
• slave ACK
• 這兩步可repeat, 代表接著寫下一個register
• 結束後master 送STOP
• read
• master
• START
• send slave address(7bit) + 0(1bit, r=1, w=0) 注意是write, 因為master 要先寫register address給slave
• slave
• ACK
• master:
• send register address(8bit)
• slave:
• ACK
• Master 
• START again
• send slave address(7bit) + 1(1bit, r=1, w=0) slave已經知道register address, 這邊才跟slave 說要讀
• slave
• ACK
• slave send register value
• master NACK
• master STOP
• 資料傳輸
• 一次傳1 byte, 然後收ack，若無ack則代表出問題，停止傳輸，丟出STOP
• data transmit
• START bit
• SCL high, SDA high->low
• DATA
• SCL high, SDA stable
• SDA 變動時只能在SCL 為low的時候
• STOP bit
• SCL high, SDA low->high

擷取自TI 文件(http://www.ti.com/lit/an/slva704/slva704.pdf):

[leetcode][python] 54. Spiral Matrix

題目要求是對一個matrix 以螺旋方式取出

利用python 對list處理的方便性，可以快速解決

[leetcode][python] 1. Two Sum

使用hash table 的特性(最快可達到O(1) 速度的查找) 來加速，若hash table查找速度為O(1), 此演算法複雜度即為O(n)

[leetcode][python]44. Wildcard Matching

這題看起來不難，實際上跑了之後才知道原來難在速度

[leetcode][python]40. Combination Sum II

這題的目標是要從提供的組合內(內容可能重複) 選出加總為target 的組合

但選出的組合又要求不能重複

因此用DP 的方式做:

[leetcode][python]33. Search in Rotated Sorted Array

這題要求O(log n) 的時間複雜度，因此我使用binary search的方式
但由於這個排序的數列的起始點並不是在第一個元素，而是可能在任何地方，所以需要做額外判斷

做法如下:

[leetcode][python]32. Longest Valid Parentheses

這題一開始想用記數去做，
從串列每一個元素當開始，往後一個一個元素加進去

• 看到'('就+1，看到')' 就-1
• 若計到0就代表是一串合法的組合
• 若>0 則代表這串中間有合法的組合(一到多組)，開頭往後一個元素
• 若計到-1代表這串不合法，因此這串不用再檢查，下一個run檢查的開頭就跳到這串之後

這樣做出來結果正確，但是時間複雜度太高，會跑到timeout

[leetcode][python][c]31. Next Permutation

這題雖然難度是中等，但想了好久才想到規則，因此紀錄一下


舉一個例子

[1,2,3] 的所有排列組合順序:

1. 1,2,3
2. 1,3,2
3. 2,1,3
4. 2,3,1
5. 3,1,2
6. 3,2,1 <=下一個又跳回第一組從小到大的組合

[leetcode][c]25. Reverse Nodes in k-Group

大致想法是這樣:
[framePrev]->[frame: k nodes]->[frameNext]

然後allocate stack(k 個pointer), 用來存放一個k個node 的指標
將此frame 反轉後，再將frame 往後移

[leetcode][python]21. Merge Two Sorted Lists

沒有重新allocate memory, 只是單純修改指標

source code:

https://github.com/cy-arduino/leetcode/blob/master/21.%20Merge%20Two%20Sorted%20Lists.py

[leetcode][python]20. Valid Parentheses

這題主要概念是使用stack，若是左括號類型就丟進stack，右括號類型則從stack 取出對應的符號

[leetcode][python]17. Letter Combinations of a Phone Number

這題做法很簡單，
使用遞迴的方式，將目前所有的組合上加上下一個數字可能產生的所有字元



舉例來說

[leetcode][python][c] 15. 3Sum

這題主要有兩個需要注意的部分:

1. 降低尋找所有組合的複雜度
1. 暴力法: (n-2)*(n-2)*(n-2) = O(n^3)
2. 我的作法: O(n^2)
2. 避免重複的答案(因為輸入的測試資料可能包含重複的數字

我的作法是:

[leetcode][C][python] 53. Maximum Subarray

這題雖然是easy, 但是還是卡了一下，一開始雖然想到大致上O(n)的做法，但是沒有想得很透徹，寫了一堆例外處理卻一直有處理不完的case
後來重新整理一下思緒，終於將架構改得比較完整

[leetcode] 分享leetcode 的解法

最近剛好有一段空閒，想說刷一下leetcode
也順便把有跑過的code放到github上，成績較好或是想法比較有趣的部份就在blog做一下紀錄

以前寫過的部分題目當初皆用C 寫，
現在新刷的部分由於想要快速驗證想法，皆使用python3來做，有空才會再用C 寫一遍

[leetcode][python] 46. Permutations

leetcode 連結:
https://leetcode.com/problems/permutations/



這題是找出一組不重複的集合的所有排列組合


做法很簡單，使用遞迴的方式，輪流從集合內拿出不同的內容放入解答內，直到集合內所有內容被挑完，這樣解答就是其中一種可能性

[leetcode][C] 50. Pow(x, n)

https://leetcode.com/problems/powx-n/



顧名思義，這題是想自己實做pow(x, n)

最簡單的方法當然是直接把x 乘以n次，但這樣時間複雜度就變成O(n)，

要加快速度，有一個做法就是重複利用已經乘過的數

舉例來說，pow(2,5) = 2*2*2*2*2 = (2*2)*(2*2不用重算)*2

[leetcode][python] 48. Rotate Image

leetcoded 連結:
https://leetcode.com/problems/rotate-image/


這題基本概念是把矩陣想成是像"回" 字形一樣一圈圈，一次處理一圈

LED 旋轉顯示器

demo 影片

source code: https://github.com/cy-arduino/led_spin_display

載具(開發用):

馬達: 無刷( 2212, 980KV)

電變: 30A

PWM轉速控制: arduino nano

本體

LED:

單色16顆

供電:

電池

傳輸:

無線(BT HS-05, SPP)

轉速偵測:

光遮斷器

開發版:

arduino nano

設定方法: 

透過BT SPP，下command控制LED 顯示內容

範例:

好棒棒.txt 

gogogo.txt

[研究中]naze32(rev5) + FrSky X8R + MinimOSD + Bluetooth

Naze32 rev5
user manual
http://www.abusemark.com/downloads/naze32_rev3.pdf

MinimOSD 設定
https://oscarliang.com/minimosd-micro-setup-naze32-pid-rssi/

Bluetooth 設定 - done

• 可以使用這個 http://ddddiy.blogspot.com/2014/02/hc-05-bt-module.html
• baudrate 設定有對應即可正常運作
• 直接接到版子中央的TX/RX pin(這邊應該就是轉USB port的hardware UART1)
• 這邊實際使用時發現Naze32 TX RX  是倒過來的，所以跟BT module 是TX-TX, RX-RX，跟一版接法不同

FrSky X8R

• 控制訊號
• PWM - done 
• 直接接channel 1-8
• 這樣由於pin被佔據，無法使用uart2/softserial/telemetry....
• https://github.com/cleanflight/cleanflight/blob/master/docs/Blackbox.md
• Pin RC3 on the side of the board is UART2's Tx pin. If Blackbox is configured on UART2, MSP can still be used on UART1 when the board is armed, which means that the Configurator will continue to work simultaneously with Blackbox logging. Note that inPARALLEL_PWM mode this leaves the board with 6 input channels as RC3 and RC4 pins are used by UART2 as Tx and Rx. Cleanflight automatically shifts logical channel mapping for you when UART2 is enabled in Ports tab so you'll have to shift receiver pins that are connected to Naze32 pins 3 to 6 by two.
• SBUS - 研究中
• Naze32 rev5 + FrSky X8R 需要SBUS 反向器，參考
• https://oscarliang.com/sbus-smartport-telemetry-naze32/
• 使用電晶體 http://skory.gylcomp.hu/alkatresz/bc547b.pdf
• 或是直接使用inverter http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74lvc1g04.pdf
• telemetry - 研究中
• 需注意要使用SBUS, PWM gpio 被占據無法使用
• 參考 https://oscarliang.com/sbus-smartport-telemetry-naze32/
• RSSI- 研究中
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