1 # SPDX-FileCopyrightText: 2021 Melissa LeBlanc-Williams for Adafruit Industries
 
   3 # SPDX-License-Identifier: MIT
 
   4 """Chip Definition for MCP2221"""
 
  13 MCP2221_HID_DELAY = float(os.environ.get("BLINKA_MCP2221_HID_DELAY", 0))
 
  14 # Use to set delay between reset and device reopen. if negative, don't reset at all
 
  15 MCP2221_RESET_DELAY = float(os.environ.get("BLINKA_MCP2221_RESET_DELAY", 0.5))
 
  18 # http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/mcp2221_0_1.tar.gz
 
  19 # others (???) determined during driver developement
 
  23 RESP_READ_COMPL = 0x55
 
  24 RESP_READ_PARTIAL = 0x54  # ???
 
  26 RESP_I2C_START_TOUT = 0x12
 
  27 RESP_I2C_RSTART_TOUT = 0x17
 
  28 RESP_I2C_WRADDRL_TOUT = 0x23
 
  29 RESP_I2C_WRADDRL_WSEND = 0x21
 
  30 RESP_I2C_WRADDRL_NACK = 0x25
 
  31 RESP_I2C_WRDATA_TOUT = 0x44
 
  32 RESP_I2C_RDDATA_TOUT = 0x52
 
  33 RESP_I2C_STOP_TOUT = 0x62
 
  35 RESP_I2C_MOREDATA = 0x43  # ???
 
  36 RESP_I2C_PARTIALDATA = 0x41  # ???
 
  37 RESP_I2C_WRITINGNOSTOP = 0x45  # ???
 
  39 MCP2221_RETRY_MAX = 50
 
  40 MCP2221_MAX_I2C_DATA_LEN = 60
 
  45     """MCP2221 Device Class Definition"""
 
  57         self._hid = hid.device()
 
  58         self._hid.open(MCP2221.VID, MCP2221.PID)
 
  59         # make sure the device gets closed before exit
 
  60         atexit.register(self.close)
 
  61         if MCP2221_RESET_DELAY >= 0:
 
  63         self._gp_config = [0x07] * 4  # "don't care" initial value
 
  65             self.gp_set_mode(pin, self.GP_GPIO)  # set to GPIO mode
 
  66             self.gpio_set_direction(pin, 1)  # set to INPUT
 
  69         """Close the hid device. Does nothing if the device is not open."""
 
  73         # try to close the device before destroying the instance
 
  76     def _hid_xfer(self, report, response=True):
 
  77         """Perform HID Transfer"""
 
  78         # first byte is report ID, which =0 for MCP2221
 
  79         # remaing bytes = 64 byte report data
 
  80         # https://github.com/libusb/hidapi/blob/083223e77952e1ef57e6b77796536a3359c1b2a3/hidapi/hidapi.h#L185
 
  81         self._hid.write(b"\0" + report + b"\0" * (64 - len(report)))
 
  82         time.sleep(MCP2221_HID_DELAY)
 
  84             # return is 64 byte response report
 
  85             return self._hid.read(64)
 
  88     # ----------------------------------------------------------------
 
  90     # ----------------------------------------------------------------
 
  91     def gp_get_mode(self, pin):
 
  92         """Get Current Pin Mode"""
 
  93         return self._hid_xfer(b"\x61")[22 + pin] & 0x07
 
  95     def gp_set_mode(self, pin, mode):
 
  96         """Set Current Pin Mode"""
 
  97         # already set to that mode?
 
  99         if mode == (self._gp_config[pin] & 0x07):
 
 101         # update GP mode for pin
 
 102         self._gp_config[pin] = mode
 
 103         # empty report, this is safe since 0's = no change
 
 104         report = bytearray(b"\x60" + b"\x00" * 63)
 
 105         # set the alter GP flag byte
 
 108         report[8] = self._gp_config[0]
 
 109         report[9] = self._gp_config[1]
 
 110         report[10] = self._gp_config[2]
 
 111         report[11] = self._gp_config[3]
 
 113         self._hid_xfer(report)
 
 115     def _pretty_report(self, register):
 
 116         report = self._hid_xfer(register)
 
 117         print("     0  1  2  3  4  5  6  7  8  9")
 
 120             print("{} : ".format(row), end="")
 
 122                 print("{:02x} ".format(report[index]), end="")
 
 128     def _status_dump(self):
 
 129         self._pretty_report(b"\x10")
 
 131     def _sram_dump(self):
 
 132         self._pretty_report(b"\x61")
 
 135         self._hid_xfer(b"\x70\xAB\xCD\xEF", response=False)
 
 137         time.sleep(MCP2221_RESET_DELAY)
 
 138         start = time.monotonic()
 
 139         while time.monotonic() - start < 5:
 
 141                 self._hid.open(MCP2221.VID, MCP2221.PID)
 
 147         raise OSError("open failed")
 
 149     # ----------------------------------------------------------------
 
 151     # ----------------------------------------------------------------
 
 152     def gpio_set_direction(self, pin, mode):
 
 153         """Set Current GPIO Pin Direction"""
 
 155             # set bit 3 for INPUT
 
 156             self._gp_config[pin] |= 1 << 3
 
 158             # clear bit 3 for OUTPUT
 
 159             self._gp_config[pin] &= ~(1 << 3)
 
 160         report = bytearray(b"\x50" + b"\x00" * 63)  # empty set GPIO report
 
 161         offset = 4 * (pin + 1)
 
 162         report[offset] = 0x01  # set pin direction
 
 163         report[offset + 1] = mode  # to this
 
 164         self._hid_xfer(report)
 
 166     def gpio_set_pin(self, pin, value):
 
 167         """Set Current GPIO Pin Value"""
 
 170             self._gp_config[pin] |= 1 << 4
 
 173             self._gp_config[pin] &= ~(1 << 4)
 
 174         report = bytearray(b"\x50" + b"\x00" * 63)  # empty set GPIO report
 
 176         report[offset] = 0x01  # set pin value
 
 177         report[offset + 1] = value  # to this
 
 178         self._hid_xfer(report)
 
 180     def gpio_get_pin(self, pin):
 
 181         """Get Current GPIO Pin Value"""
 
 182         resp = self._hid_xfer(b"\x51")
 
 184         if resp[offset] == 0xEE:
 
 185             raise RuntimeError("Pin is not set for GPIO operation.")
 
 188     # ----------------------------------------------------------------
 
 190     # ----------------------------------------------------------------
 
 191     def _i2c_status(self):
 
 192         resp = self._hid_xfer(b"\x10")
 
 194             raise RuntimeError("Couldn't get I2C status")
 
 197     def _i2c_state(self):
 
 198         return self._i2c_status()[8]
 
 200     def _i2c_cancel(self):
 
 201         resp = self._hid_xfer(b"\x10\x00\x10")
 
 203             raise RuntimeError("Couldn't cancel I2C")
 
 205             # bus release will need "a few hundred microseconds"
 
 208     # pylint: disable=too-many-arguments,too-many-branches
 
 209     def _i2c_write(self, cmd, address, buffer, start=0, end=None):
 
 210         if self._i2c_state() != 0x00:
 
 213         end = end if end else len(buffer)
 
 217         while (end - start) > 0 or not buffer:
 
 218             chunk = min(end - start, MCP2221_MAX_I2C_DATA_LEN)
 
 219             # write out current chunk
 
 220             resp = self._hid_xfer(
 
 221                 bytes([cmd, length & 0xFF, (length >> 8) & 0xFF, address << 1])
 
 222                 + buffer[start : (start + chunk)]
 
 228                     RESP_I2C_WRADDRL_TOUT,
 
 229                     RESP_I2C_WRADDRL_NACK,
 
 230                     RESP_I2C_WRDATA_TOUT,
 
 233                     raise RuntimeError("Unrecoverable I2C state failure")
 
 235                 if retries >= MCP2221_RETRY_MAX:
 
 236                     raise RuntimeError("I2C write error, max retries reached.")
 
 240             while self._i2c_state() == RESP_I2C_PARTIALDATA:
 
 247         # check status in another loop
 
 248         for _ in range(MCP2221_RETRY_MAX):
 
 249             status = self._i2c_status()
 
 250             if status[20] & MASK_ADDR_NACK:
 
 251                 raise OSError("I2C slave address was NACK'd")
 
 252             usb_cmd_status = status[8]
 
 253             if usb_cmd_status == 0:
 
 255             if usb_cmd_status == RESP_I2C_WRITINGNOSTOP and cmd == 0x94:
 
 256                 break  # this is OK too!
 
 257             if usb_cmd_status in (
 
 259                 RESP_I2C_WRADDRL_TOUT,
 
 260                 RESP_I2C_WRADDRL_NACK,
 
 261                 RESP_I2C_WRDATA_TOUT,
 
 264                 raise RuntimeError("Unrecoverable I2C state failure")
 
 267             raise RuntimeError("I2C write error: max retries reached.")
 
 270     def _i2c_read(self, cmd, address, buffer, start=0, end=None):
 
 271         if self._i2c_state() not in (RESP_I2C_WRITINGNOSTOP, 0):
 
 274         end = end if end else len(buffer)
 
 277         # tell it we want to read
 
 278         resp = self._hid_xfer(
 
 279             bytes([cmd, length & 0xFF, (length >> 8) & 0xFF, (address << 1) | 0x01])
 
 284             raise RuntimeError("Unrecoverable I2C read failure")
 
 286         # and now the read part
 
 287         while (end - start) > 0:
 
 288             for _ in range(MCP2221_RETRY_MAX):
 
 290                 resp = self._hid_xfer(b"\x40")
 
 292                 if resp[1] == RESP_I2C_PARTIALDATA:
 
 296                     raise RuntimeError("Unrecoverable I2C read failure")
 
 297                 if resp[2] == RESP_ADDR_NACK:
 
 298                     raise RuntimeError("I2C NACK")
 
 299                 if resp[3] == 0x00 and resp[2] == 0x00:
 
 301                 if resp[3] == RESP_READ_ERR:
 
 304                 if resp[2] in (RESP_READ_COMPL, RESP_READ_PARTIAL):
 
 307                 raise RuntimeError("I2C read error: max retries reached.")
 
 309             # move data into buffer
 
 310             chunk = min(end - start, 60)
 
 311             for i, k in enumerate(range(start, start + chunk)):
 
 312                 buffer[k] = resp[4 + i]
 
 315     # pylint: enable=too-many-arguments
 
 317     def _i2c_configure(self, baudrate=100000):
 
 322                     0x10,  # set parameters
 
 325                     0x20,  # next byte is clock divider
 
 326                     12000000 // baudrate - 3,
 
 331     def i2c_writeto(self, address, buffer, *, start=0, end=None):
 
 332         """Write data from the buffer to an address"""
 
 333         self._i2c_write(0x90, address, buffer, start, end)
 
 335     def i2c_readfrom_into(self, address, buffer, *, start=0, end=None):
 
 336         """Read data from an address and into the buffer"""
 
 337         self._i2c_read(0x91, address, buffer, start, end)
 
 339     def i2c_writeto_then_readfrom(
 
 350         """Write data from buffer_out to an address and then
 
 351         read data from an address and into buffer_in
 
 353         self._i2c_write(0x94, address, out_buffer, out_start, out_end)
 
 354         self._i2c_read(0x93, address, in_buffer, in_start, in_end)
 
 356     def i2c_scan(self, *, start=0, end=0x79):
 
 357         """Perform an I2C Device Scan"""
 
 359         for addr in range(start, end + 1):
 
 362                 self.i2c_writeto(addr, b"\x00")
 
 363             except OSError:  # no reply!
 
 364                 # We got a NACK, which could be correct
 
 370     # ----------------------------------------------------------------
 
 372     # ----------------------------------------------------------------
 
 373     def adc_configure(self, vref=0):
 
 374         """Configure the Analog-to-Digital Converter"""
 
 375         report = bytearray(b"\x60" + b"\x00" * 63)
 
 376         report[5] = 1 << 7 | (vref & 0b111)
 
 377         self._hid_xfer(report)
 
 379     def adc_read(self, pin):
 
 380         """Read from the Analog-to-Digital Converter"""
 
 381         resp = self._hid_xfer(b"\x10")
 
 382         return resp[49 + 2 * pin] << 8 | resp[48 + 2 * pin]
 
 384     # ----------------------------------------------------------------
 
 386     # ----------------------------------------------------------------
 
 387     def dac_configure(self, vref=0):
 
 388         """Configure the Digital-to-Analog Converter"""
 
 389         report = bytearray(b"\x60" + b"\x00" * 63)
 
 390         report[3] = 1 << 7 | (vref & 0b111)
 
 391         self._hid_xfer(report)
 
 393     # pylint: disable=unused-argument
 
 394     def dac_write(self, pin, value):
 
 395         """Write to the Digital-to-Analog Converter"""
 
 396         report = bytearray(b"\x60" + b"\x00" * 63)
 
 397         report[4] = 1 << 7 | (value & 0b11111)
 
 398         self._hid_xfer(report)
 
 400     # pylint: enable=unused-argument