Связь electron и FT2232 на примере MAX30102

const FTDI = require('ftdi-d2xx')

// константы
const SDA_LO_SCL_LO = 0x00
const SDA_IN_SCL_IN = 0x00
const SDA_IN_SCL_OUT = 0x01
const SDA_OUT_SCL_IN = 0x02
const SDA_OUT_SCL_OUT = 0x03
const MSB_RISING_EDGE_CLOCK_BYTE_IN = 0x20
const MSB_FALLING_EDGE_CLOCK_BYTE_OUT = 0x11
const MSB_RISING_EDGE_CLOCK_BIT_IN = 0x22
const MSB_FALLING_EDGE_CLOCK_BIT_OUT = 0x13

class I2C {
    #device = null
    #clock_divider = 0x005F
    #addr = 0xFF
    #buf = []

    /**
     * проверка количества байт приема и чтения
     * @param {int} count количество байт для чтения
     * @returns {buffer} принятые байты
     */
    async read(count) {
        for (let i = 0; i < 1000000; i++) {
            if (this.#device.status.rx_queue_bytes == count) {
                break
            }
        }
        return await this.#device.read(this.#device.status.rx_queue_bytes)
    }

    /**
     * команда старт
     */
    setStart() {
        // SDA 1 SCL 1
        for (let i = 0; i < 6; i++) {
            this.#buf.push(0x80)
            this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
            this.#buf.push(SDA_IN_SCL_IN)
        }
        // SDA 0 SCL 1
        for (let i = 0; i < 6; i++) {
            this.#buf.push(0x80)
            this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
            this.#buf.push(SDA_OUT_SCL_IN)
        }
        // SDA 0 SCL 0
        for (let i = 0; i < 6; i++) {
            this.#buf.push(0x80)
            this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
            this.#buf.push(SDA_OUT_SCL_OUT)
        }
    }

    /**
     * команда стоп
     */
    setStop() {
        // SDA 0 SCL 0
        for (let i = 0; i < 6; i++) {
            this.#buf.push(0x80)
            this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
            this.#buf.push(SDA_OUT_SCL_OUT)
        }
        // SDA 0 SCL 1
        for (let i = 0; i < 6; i++) {
            this.#buf.push(0x80)
            this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
            this.#buf.push(SDA_OUT_SCL_IN)
        }
        // SDA 1 SCL 1
        for (let i = 0; i < 6; i++) {
            this.#buf.push(0x80)
            this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
            this.#buf.push(SDA_IN_SCL_IN)
        }
    }

    /**
     * соеденение с чипом и настройка работы по шине i2c
     * @param {byte} addr адрес i2c устройства
     * @returns {boolean} при успешном соединении вернет true
     */
    async open(addr) {
        if (this.#device) {
            return false
        }
        this.#device = await FTDI.openDevice("A")
        if (!this.#device) {
            return false
        }
        this.#device.resetDevice()
        await this.read(this.#device.status.rx_queue_bytes)
        this.#device.setLatencyTimer(16)
        this.#device.setUSBParameters(65535, 65535)
        this.#device.setTimeouts(1000, 1000)
        this.#device.setBitMode(0x00, FTDI.FT_BITMODE_RESET)
        // переход в режим MPSSE
        this.#device.setBitMode(0x00, FTDI.FT_BITMODE_MPSSE)
        // отправка тестового байта 0xAA
        await this.#device.write(Uint8Array.from([0xAA]))
        let response = await this.read(2)
        if (response[0] != 0xFA || response[1] != 0xAA) {
            this.close()
            return false
        }
        // отправка тестового байта 0xAB
        await this.#device.write(Uint8Array.from([0xAB]))
        response = await this.read(2)
        if (response[0] != 0xFA || response[1] != 0xAB) {
            this.close()
            return false
        }
        // настройка фазы и полярности тактовых импульсов SCL
        await this.#device.write(Uint8Array.from([0x8A, 0x97, 0x8C]))
        // настройка частоты тактовых импульсов SCL
        await this.#device.write(Uint8Array.from([0x80, 0x03, 0x13, 0x86, (this.#clock_divider & 0xFF), ((this.#clock_divider >> 8) & 0xFF)]))
        await this.#device.write(Uint8Array.from([0x85]))
        this.#addr = addr
        return true
    }

    /**
     * отсоедение от чипа
     * @returns {boolean} при успешном отсоединении вернет true
     */
    close() {
        if (this.#device) {
            this.#device.close()
            this.#device = null
            return true
        }
        return false
    }

    /**
     * данные на запись в линию i2c байта
     * @param {byte} val значение байта  
     */
    writeByte(val) {
        this.#buf.push(0x80)
        this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
        this.#buf.push(SDA_OUT_SCL_OUT)

        this.#buf.push(MSB_FALLING_EDGE_CLOCK_BYTE_OUT)
        this.#buf.push(0x00)
        this.#buf.push(0x00)
        this.#buf.push(val)

        this.#buf.push(0x80)
        this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
        this.#buf.push(SDA_IN_SCL_OUT)

        this.#buf.push(MSB_RISING_EDGE_CLOCK_BIT_IN)
        this.#buf.push(0x00)

        this.#buf.push(0x87)
    }

    /**
     * данные на чтение из линии i2c байта
     * @param {boolean} ask  
     */
    readByte(ask = false) {
        this.#buf.push(0x80)
        this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
        this.#buf.push(SDA_IN_SCL_OUT)

        this.#buf.push(MSB_RISING_EDGE_CLOCK_BYTE_IN)
        this.#buf.push(0x00)
        this.#buf.push(0x00)

        this.#buf.push(0x80)
        this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
        this.#buf.push(SDA_OUT_SCL_OUT)

        this.#buf.push(MSB_FALLING_EDGE_CLOCK_BIT_OUT)
        this.#buf.push(0x00)
        this.#buf.push(ask ? 0x00 : 0xFF)

        this.#buf.push(0x80)
        this.#buf.push(SDA_LO_SCL_LO)
        this.#buf.push(SDA_IN_SCL_OUT)

        this.#buf.push(0x87)
    }

    /**
     * чтение регистра устройства
     * @param {byte} addr адрес регистра
     * @param {int} count количество байт для чтения
     * @returns {array|null} массив байт или null, в случае неудачи
     */
    async readRegister(addr, count = 1) {
        if (!this.#device) {
            return null
        }
        this.#buf = []
        this.setStart()
        this.writeByte((this.#addr << 1) | 0)
        this.writeByte(addr)
        this.setStart()
        this.writeByte((this.#addr << 1) | 1)
        for (let i = 0; i < count; i++){
            this.readByte(i != count - 1)
        }
        this.setStop()
        await this.#device.write(Uint8Array.from(this.#buf))
        let result = [...await this.read(count + 3)]
        // проверка принятых данных
        if (!result || (result[0] & 1) != 0 || (result[1] & 1) != 0 || (result[2] & 1) != 0) {
            return null
        }
        // отсекаем данные от writeByte
        result.splice(0, 3)
        return result
    }

    /**
     * запись байта в регистр
     * @param {byte} addr адрес регистра
     * @param {byte} val значение для записи
     * @returns {boolean} вернет true при успешной записи
     */
    async writeRegister(addr, val) {
        if (!this.#device) {
            return false
        }
        this.#buf = []
        this.setStart()
        this.writeByte((this.#addr << 1) | 0)
        this.writeByte(addr)
        this.writeByte(val)
        this.setStop()
        await this.#device.write(Uint8Array.from(this.#buf))
        const result = await this.read(3)
        // проверка данных
        if ((result[0] & 1) != 0 || (result[1] & 1) != 0 || (result[2] & 1) != 0) {
            return false
        }
        return true
    }
    
}

module.exports = I2C

const $ = require("jquery")
const I2C = require("ftdi-i2c")

const i2c = new I2C()
let x = 0
let run = false
let red_avr = 0
let red_n = 0
let red_sr = 0
let ir_avr = 0
let ir_sr = 0

/**
 * Опрос датчика MAX3102 и вычитание постоянной составляющей
 */
setInterval(async () => {
    const canvas = document.getElementById("canvas")
    const ctx = document.getElementById("canvas").getContext("2d")
    if (i2c && run) {
        // количество байт, которые прочитали
        const rd = await i2c.readRegister(0x06)
        // количество байт, которые успели записаться в буфер
        const wr = await i2c.readRegister(0x04)
        const count = (wr - rd) & 31
        if (count > 0) {
            const result = await i2c.readRegister(0x07, 6 * count)
            for(let i = 0; i < count; i++) {
                let red = (result[i*6] << 16) | (result[1 + i*6] << 8) | (result[2 + i*6] << 0)
                let ir = (result[3 + i*6] << 16) |(result[4 + i*6] << 8) | (result[5 + i*6] << 0)
                red_avr += red
                ir_avr += ir
                red_n++
                ctx.fillStyle = "#ff2626"
                // вывод зеленых точек, канал IR
                ctx.beginPath()
                ctx.arc(x, (red - red_sr) / 50 + canvas.height / 2, 1, 0, Math.PI * 2, true)
                ctx.fill()
                // вывод красных точек, канал RED
                ctx.fillStyle = "#26ff26"
                ctx.beginPath()
                ctx.arc(x, (ir - ir_sr) / 50 + canvas.height / 2, 1, 0, Math.PI * 2, true)
                ctx.fill()
                if (x++ > canvas.width) {
                    red_sr = red_avr / red_n
                    ir_sr = ir_avr / red_n
                    red_avr = 0
                    red_n = 0
                    ir_avr = 0
                    x = 0
                    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height)
                }
            }
        }
    }  
}, 200)

/**
 * Перевод битов в байт
 */
function setByte(self) {
    const parent = $(self).parent("td").parent("tr")
    let byte = 0
    for (let i = 0; i < 8; i++) {
        byte |= ((parent.find("td:eq(" + (i + 1) + ")").find("input").val() || 0) << (7 - i))
    }
    parent.find("td:eq(10)").find("input").val(byte)
}

/**
 * Перевод байта в биты
 */
function setBit(self) {
    const parent = $(self).parent("td").parent("tr")
    const val = (parent.find("td:eq(10)").find("input").val() || 0x00)
    parent.find("td:eq(1)").find("input").val(((val & 1 << 7) != 0) ? 1 : 0)
    parent.find("td:eq(2)").find("input").val(((val & 1 << 6) != 0) ? 1 : 0)
    parent.find("td:eq(3)").find("input").val(((val & 1 << 5) != 0) ? 1 : 0)
    parent.find("td:eq(4)").find("input").val(((val & 1 << 4) != 0) ? 1 : 0)
    parent.find("td:eq(5)").find("input").val(((val & 1 << 3) != 0) ? 1 : 0)
    parent.find("td:eq(6)").find("input").val(((val & 1 << 2) != 0) ? 1 : 0)
    parent.find("td:eq(7)").find("input").val(((val & 1 << 1) != 0) ? 1 : 0)
    parent.find("td:eq(8)").find("input").val(((val & 1 << 0) != 0) ? 1 : 0)
}

$(document).ready(() => {
    $("#open").click(async function() {
        const is_open = $(this).html() == "OPEN"
        if (is_open) {
            if (await i2c.open(0x57)) {
                $(this).html("CLOSE")
            }
        } else {
            if (await i2c.close()) {
                $(this).html("OPEN")
            }
        }
        
    })
    /**
     * Установка значений как пример
     */
    $("#def").click(async () => {
        run = false
        $("#run").html("RUN")
        await i2c.writeRegister(0x02, 0xC0)
        await i2c.writeRegister(0x03, 0x00)
        await i2c.writeRegister(0x04, 0x00)
        await i2c.writeRegister(0x05, 0x00)
        await i2c.writeRegister(0x06, 0x00)
        await i2c.writeRegister(0x08, 0x1f)
        await i2c.writeRegister(0x09, 0x03)
        await i2c.writeRegister(0x0A, 0x27)
        await i2c.writeRegister(0x0C, 0x24)
        await i2c.writeRegister(0x0D, 0x24)
        await i2c.writeRegister(0x10, 0x7f)
    })
    /**
     * запуск чтения из буфера
     */
    $("#run").click(function() {
        if (run) {
            run = false
            $(this).html("RUN")
        } else {
            run = true
            $(this).html("STOP")
        }
    })

    /**
     * запись и чтение данных в/из регистр(а)
     */
    $("button.rw").on("click", async function () {
        run = false
        $("#run").html("RUN")
        const parent = $(this).parent("td").parent("tr")
        const addr = parent.find("td:eq(9)").html().trim()
        const is_r = $(this).html().trim() == 'R'
        if (is_r) {
            const val = await i2c.readRegister(Number(addr))
            parent.find("td:eq(10)").find("input").val(val[0])
            setBit(this)
        } else {
            const val = Number(parent.find("td:eq(10)").find("input").val() || 0x00)
            await i2c.writeRegister(Number(addr), val)
        }
    })
    $("input.byte").on("change", function() {
        setBit(this)
    })
    $("input.byte").on("keyup", function(e) {
        setBit(this)
    })
    $("input.bit").on("change", function() {
        $(this).val($(this).val() == 1 ? 1 : 0)
        setByte(this)
    })
    $("input.bit").on("keyup", function(e) {
        if (e.keyCode != 8) {
            $(this).val($(this).val() == 1 ? 1 : 0)
            setByte(this)
        }
    })
})