#include <intrins.h>

at 0xB4 sbit P3_4;
at 0xB5 sbit P3_5;

#define SCL P3_4
#define SDA P3_5

void delay(unsigned int);
void I2C_init(void);
void I2C_start(void);
void I2C_stop(void);
bit I2C_schreiben(char);

bit ACK;
char Adresse; // Slave-Addressierung (Baustein + Adresspins + Richtungsbit)

void main() {
    char wert;
    I2C_init();

    // Konfiguration:
    wert = 0x40;
    Adresse = 0b01000000;

    while(1) {
        I2C_start();                    // Startbedingung anlegen (SDA = abfallende Flanke, während SCL = H = 1)
        ACK = I2C_schreiben(Adresse);   // Addressierung des Slaves: Baustein (MSB/Bit7 - Bit4) + Adresspins (Bit3 - Bit1) + Richtungsbit (LSB/Bit0)
        ACK = I2C_schreiben(wert);      // Payload übertragen
        I2C_stop();                     // Stopbedingung anlegen (SDA = steigende Flanke, während SCL = H = 1)
    }

}

// Ruhezustand/definierte Startpegel
void I2C_init(void) {
    SDA = SCL = 1;
    delay(1);       // Mindesttimiung: 4 Mikrosekunden
}


/* Startbedingung auslösen
 * SDA: abfallende Flanke
 * SCL: High-Pegel
 */
void I2C_start(void) {
    I2C_init();     // Ruhezustand herstellen (SCL = SDA = 1)

    SDA = 0;        // HIGH -> LOW (abfallende SCL-Flanke als Startbedinung, da SCL = 1 = HIGH)
    delay(1);       // Delay, damit Startbedinung als solche erkannt wird (Mindesttiming: 4 Mikrosekunden)
    SCL = 0;        // nachfolgende Bits für ungültig erklären
    delay(1);       // Mindesttiming: 4.7 Mikrosekunden
}


/* Stopbedingung auslösen
 * SDA: steigende Flanke
 * SCL: High-Pegel
 */
void I2C_stop(void) {
    SDA = 0;
    SCL = 1;        // notwendig für Stopbedingung
    delay(1);       // Mindesttiming berücksichtigen: mindestens 4 Mikrosekunden
    SDA = 1;        // steigende Flanke (LOW -> HIGH) als Stopbedingung
    delay(1);       // Delay, damit Stopbedingung als solche erkannt wird
}


// Semantik des Rückgabewertes: 1 = ACK, 0 = NACK (Empfangsbestätigung)
bit I2C_schreiben(char daten) {
    bit datenbit, ACK_Flag;
    unsigned char i;

    // Datenbits einzeln auf Datenleitung anlegen (MSB --> LSB)
    for (i = 7; i >= 0; i--) {
        /* entsprechendes Datenbit aus Datenbyte extrahieren:
         * Funktionweise:
         *  - relevantes Bit auf LSB-Position schieben
         *  - LSB gibt Parität an => Parität gibt LSB-Wert an
         *      => wenn gerade, dann LSB = 0, wenn ungerade, dann LSB = 1
         *      (Parität mittels Modulo-Operator prüfen)
         */
        datenbit = (daten >> i) % 2;

        SDA = datenbit; // extrahiertes Datenbit anlegen
        SCL = 1;        // angelegtes Datenbit für gültig erklären
        delay(1);       // Delay, damit ausreichend Zeit zum Auswerten bleibt (Mindesttiming: 4 Mikrosekunden)
        SCL = 0;        // nachfolgende Bits für ungültig erklären
        delay(1);       // ausreichend Abstand zwischen Schreibvorgängen der Datenbits (Mindesttiming berücksichtigen: mindestens 4.7 Mikrosekunden)
    }

    SDA = 1;            // Freigabe der Datenleitung vom Transmitter (notwendig, da Wired AND)
    SCL = 1;            // Taktvorgabe vom Master für Slave (wartet auf ACK vom Slave)
    delay(1);           // Mindesttiming berücksichtigen (mind. 4 Mikrosekunden): Slave soll Empfangsbestätigung in diesem Zeitraum anlegen
    ACK_Flag = SDA;     // Empfangsbestätigung von Slave auslesen

    SCL = 0;            // nachfolgende Bits für ungültig erklären
    delay(1);           // Mindesttiming berücksichtigen (mind. 4.7 Mikrosekunden)

    return ACK_Flag;    // Rückgabewert gibt Auskunft über erfolgreichen Empfang der Daten durch Slave (1 = ACK, 0 = NACK)
}


void delay(unsigned int ms) {
    unsigned int i, k;
    for(i = 0; i < ms; i++)
        for(k = 0; k < 180; k++)
            _nop_();
}