Antarmuka I2C: deskripsi ing basa Rusia

Ing peralatan rumah tangga modern, elektronika industri lan maneka peralatan telekomunikasi, sampeyan bisa uga sering ketemu solusi sing padha, sanajan produk bisa uga ora ana hubungane. Contone, meh saben sistem kalebu:

• Node kontrol "pinter", sing ing mayoritas kasus iku mikrokomputer tunggal chip;
• Node panggunaan umum, kayata buffer LCD, RAM, I / O port, EEPROM, utawa konverter data khusus;
• Kelenjar spesifik, kalebu skema kanggo tuning digital lan pamroses sinyal kanggo sistem video lan radio.

Carane ngoptimalake aplikasi kasebut?

Kanggo ngoptimalake panggunaan solusi umum kasebut kanggo entuk manfaat saka perancang lan manufaktur, lan nambah kinerja sakabèhé saka peralatan lan nyederhanakake sirkuit sing digunakake, Philips wis ngesetake tujuan kanggo ngembangake bus bi-arah rong konduktif sing nyenengake nyedhiyakake kontrol inter-microcircuit sing paling produktif. Bus iki menehi transfer data liwat antarmuka I2C.

Saiki, sawetara pabrikan iki kalebu luwih saka 150 CMOS, uga piranti bipolar sing kompatibel karo I2C lan dirancang kanggo nggarap kabeh kategori sing kadhaptar. Perlu dicathet yen antarmuka I2C wiwitan dibangun ing kabeh piranti sing kompatibel, amerga padha bisa tanpa kesulitan tetep sesambungan nalika nggunakake bis khusus. Amarga nggunakake solusi desain kuwi, bisa didelehake sajrone masalah kopling saka macem-macem peralatan, sing cukup khas kanggo pangembangan sistem digital.

Keuntungan utama

Sanajan sampeyan katon sedhela babagan gambaran saka antar muka UART, SPI, I2C, sampeyan bisa mbedakake kaluwihan ing ngisor iki:

• Kanggo bisa, sampeyan mung perlu loro baris - sinkronisasi lan data. Sembarang piranti sing nyambung menyang bus kasebut, ing mangsa ngarep bisa diprogram kanggo alamat alamat sing unik. Ing sawayah-wayah, ana hubungan sing prasaja sing ngidini master bisa operate minangka pemancar master utawa panrima master.
• Bus iki nyedhiyakake kemampuan kanggo duwe sawetara pamimpin ing wektu sing padha, nyedhiyakake kabeh sarana sing perlu kanggo nemtokake tabrakan, uga arbitrase kanggo nyegah korupsi data saengga loro utawa luwih host lagi bisa ngirim informasi bebarengan. Ing mode standar, mung data delapan-bit seret ditransmisikan kanthi kacepetan ora luwih saka 100 kbit / s, lan ing mode cepet ambang iki bisa tambah kaping papat.
• Ing chip, panyedian khusus dibangun, sing kanthi efektif nandhang bursts lan njamin integritas data maksimum.
• Jumlah maksimum kripik sing bisa disambungake menyang siji bis diwatesi mung kanthi kapasitas maksimal 400 pF.

Kaluwihan kanggo perancang

Antarmuka I2C, lan kabeh microcircuits sing kompatibel, nyebabake proses pangembangan kanthi cepet, saka diagram fungsional nganti prototype final. Perlu dicathet menawa amarga kemungkinan ngubungake microcircuits kasebut langsung menyang bis tanpa nggunakake kabeh sirkuit tambahan, ana ruang kanggo luwih modernisasi lan modifikasi sistem prototipe kanthi ngilangake lan nyambungake maneka piranti saka bus.

Ana akeh kaluwihan sing mbedakake antarmuka I2C. Dhèskripsi, ing tartamtu, ngidini sampeyan ndeleng kaluwihan ing ngisor iki kanggo perancang:

• Pamblokiran ing diagram fungsional kanthi cocog karo microcircuits, lan ing wektu sing padha, transisi sing cukup cepet saka fungsi kanggo principal dipertahankan.
• Ora perlu ngembangake bus antar muka, amarga bus kasebut wis diintegrasikan dadi chip khusus.
• Protokol terintegrasi kanggo transfer informasi lan piranti alamat ngidini sistem bisa kanthi programmable.
• Kripik sing padha bisa digunakake ing aplikasi sing beda-beda yen perlu.
• Wektu pangembangan total dikurangi kanthi amba amarga kasedhiya desainer kanthi cepet bisa nyinaoni pamblokiran fungsi sing paling kerep dipigunakaké, uga kabeh microcircuits.
• Yen dikarepake, sampeyan bisa nambah utawa mbusak saka chip sistem, lan nalika ora ngetokake akeh pangaruh ing piranti liyane sing disambungake menyang siji bus.
• Total wektu pangembangan piranti lunak bisa dikurangi sacara signifikan amarga kasunyatan sing diijini nggunakake perpustakaan modul perangkat lunak sing bisa digunakake maneh.

Antarane liyane, iku worthtake prosedur banget prasaja kanggo diagnosing gagal lan debugging luwih, sing beda antarmuka I2C. Gambaran kasebut yen, yen perlu, sampeyan bisa langsung ngawasi panyimpenan sanajan cilik ing operasi peralatan kasebut tanpa ana kangelan lan, kanthi mangkono, njupuk langkah sing cocok. Sampeyan uga perlu dicathet yen para perancang nampa solusi khusus, sing, khususé, cukup apik kanggo macem-macem peralatan lan sistem portabel sing nyedhiyakake daya baterei, nggunakake antarmuka I2C. Gambaran ing basa Rusia uga nuduhake yen panggunaan kasebut bisa nyediakake kaluwihan penting ing ngisor iki:

• Tingkat gelar sing cukup dhuwur kanggo apa wae gangguan.
• Konsumsi energi banget kurang.
• Jangkauan voltase pasokan sing paling jembar.
• Range suhu sing akeh.

Kaluwihan kanggo para teknolog

Perlu dicathet yen ora mung perancang, nanging uga para teknolog kerep bubar wiwit nggunakake antarmuka I2C khusus. Gambaran ing basa Rusia nuduhaké sawetara manfaat sing diwenehake ing golongan spesialis iki:

• Bus Serial 2 kabel standar kanthi antarmuka iki ngidini kanggo ngurangi koneksi ing antarane mikrokitar sirkuit, yaiku kontak sing luwih cilik lan trek sing luwih sithik, supaya papan sirkuit sing dicetak dadi luwih murah lan dimensi luwih cilik.
• Antarmuka I2C sing diisi integral LCD1602 utawa opsi liyane rampung mbusak kebutuhan kanggo decoder alamat, uga logic cilik eksternal liyane.
• Bab iki bisa digunakake kanthi bebarengan ing saperangan sarwa dumadi ing sawijining bus, saéngga akèh nyepetake pamriksan lan konfigurasi peralatan sakteruse, amarga bus bisa nyambung menyang komputer ing baris perakitan.
• Kasedhiyan antarmuka sing kompatibel karo antarmuka iki ing VSO, SO lan paket DIL khusus ngidini kanggo ngurangi syarat-syarat kanggo ukuran piranti.

Iki mung daftar singkat saka kaluwihan sing mbedakake antarmuka I2C saka LCD1602 lan liya-liyane. Kajaba iku, kripik sing kompatibel ngidini kanggo ningkatake keluwesan sistem sing digunakake, nyedhiyakake rancangan arang banget prasaja saka macem-macem pilihan peralatan, uga minangka upgrade sing relatif gampang kanggo luwih ndhukung pembangunan ing tingkat modern. Mangkono, sampeyan bisa ngembangake kabeh kulawarga peralatan sing beda-beda, nggunakake minangka basis model dhasar tartamtu.

Pangembangan piranti luwih lanjut lan perluasan fungsi bisa dilakoni kanthi sambungan standar menyang bus saka chip sing cocog nggunakake antarmuka Arduino 2C utawa sawetara daftar kasedhiya liyane. Yen ROM luwih gedhe dibutuhake, banjur ing kasus iki bakal cukup kanggo milih microcontroller liya sing duwe kapasitas ROM sing luwih dhuwur. Wiwit chip sing dianyari, yen perlu, bisa ngganti karo sing lawas, kanthi gampang bisa nambah sifat-sifat anyar ing peralatan utawa ningkatake kinerja sakabèhé kanthi cara pamotongan sing kerep dipigunakaké ing chip kerdipan lan panggantos luwih saka peralatan anyar.

ACCESS.bus

Amarga kasunyatane bis nduweni sipat loro-kabel, lan uga kemungkinan ngatasi program, kanggo ACCESS.bus salah sawijining platform paling becik yaiku antarmuka I2C. Spesifikasi (deskripsi ing basa Rusia diwenehi ing artikel) piranti iki ndadekake alternatif sing luwih murah kanggo antarmuka RS-232C sing aktif digunakake kanggo nyambungkeun macem-macem peripheral menyang komputer nggunakake konektor papat standar.

Pambuka spesifikasi

Kanggo aplikasi kontrol 8-bit modern sing nggunakake microcontrollers, bisa diisi kritéria rancangan:

• Sistem lengkap ing mayoritas kasus kalebu siji mikrokontroler lan piranti perifer liyane , kalebu memori lan kabeh jinis port I / O;
• Biaya total nggabungke perangkat beda ing siji sistem kudu diminimalake;
• Sistem sing dipracaya karo fungsi manajemen ora mbutuhake panyedhiya transfer informasi kacepetan dhuwur;
• Efek sakabèhé langsung gumantung marang peralatan sing dipilih, lan uga ing alam bus nyambungake.

Kanggo ngembangaké sistem sing krasa lengkap ing kritéria ndhuwur, sampeyan kudu nggunakake bus sing antarmuka I2C antarmuka bakal digunakake. Senadyan kasunyatan manawa bus seri ora duwe bandwidth paralel, perlu sambungan sing luwih cilik, lan kontak chip sing luwih sithik. Ing wektu sing padha, aja lali yen bis kalebu ora mung kabel sing nyambungake, nanging uga macem-macem tata cara lan format sing perlu kanggo menehi komunikasi ing sistem.

Piranti kanggo komunikasi nggunakake emulasi piranti lunak I2C utawa bus sing cocog kudu duwe protokol tartamtu sing bisa nyegah macem-macem tabrakan, mundhut utawa mblokir informasi. Piranti cepet kudu bisa komunikasi kanthi alon-alon, lan sistem kudu ora gumantung ing peralatan sing disambungake, amarga ora bisa digunakake kabeh modifikasi lan modifikasi. Sampeyan uga perlu ngembangake prosedur sing bener bisa kanggo nemtokake piranti sing saiki ngontrol bis lan wektu apa. Kajaba iku, yen piranti beda sing nduweni frekuensi jam beda disambungake menyang bus sing padha, sampeyan perlu nemtokake sumber sinkronisasi kasebut. Kabeh kriteria kasebut cocog karo antarmuka I2C kanggo AVR lan liyane saka dhaptar iki.

Konsep dasar

Bus I2C bisa ndhukung teknologi chip apa wae sing digunakake. Ing antarmuka I2C LabVIEW lan liya padha nyedhiyakake kanggo nggunakake rong baris kanggo transfer informasi - data lan sinkronisasi. Sembarang piranti sing disambung kanthi cara iki diakoni dening alamat sing unik, manawa iku sawijining buffer LCD, mikrokontroler, memori utawa antarmuka keyboard, lan bisa tumindak minangka panrima utawa pemancar gumantung apa waé Peralatan kasebut dimaksudaké.

Ing mayoritas kasus, penyangga LCD minangka panrima standar, lan memori ora mung bisa nampa nanging ngirim maneka warna data. Antarane liyane, ing proses informasi pindhah, instrumen bisa diklasifikasikake minangka budak lan sarwa dumadi.

Ing kasus iki, master diarani piranti kasebut, kang miwiti transmisi data, lan uga nggawe sinyal sinkronisasi. Ing wektu sing padha, piranti sing bisa ditemoni bakal dianggep dadi budak.

Antarmuka komunikasi I2C nyedhiyakake kanggo ngarsane sawetara leading, yaiku, luwih saka siji piranti sing bisa ngatur bus, bisa nyambung menyang. Kamungkinan nggunakake luwih saka siji mikrokontroler ing salah siji bus nuduhake yen luwih saka siji master bisa dikirim ing titik kasebut ing wektu sing tepat. Kanggo ngilangi kekirangan potensial, sing bakal muncul ing acara kasebut, prosedur arbitrase sing dikembangake, sing nggunakake antarmuka I2C. Expanders lan piranti liyane nyedhiyakake kanggo nyambungake piranti menyang bis dening aturan instalasi sing diarani I.

Generasi sinyal jam minangka tanggung jawab master, lan siji-sijine nggawe sinyal dhewe sajrone transfer data, lan ing mangsa kasebut bisa diganti mung yen "ditarik" dening piranti abdi alon utawa master liyane nalika ana tabrakan.

Setelan Umum

Loro-lorone SCL lan SDA yaiku garis bi-arah sing disambungake menyang sumber daya positif nggunakake resistor narik-up. Nalika ban rampung gratis, saben baris ing posisi dhuwur. Tahap output piranti sing disambungake menyang bus kudu mbukak-saluran utawa mbukak kolektor supaya fungsi pengeditan bisa disedhiyakake Informasi liwat antarmuka I2C bisa ditransmisikan kanthi kacepetan ora luwih saka 400 kbit / s ing mode cepet, nalika kecepatan standar Ora ngluwihi 100 kbit / s. Jumlah total piranti sing bisa disambungake bebarengan ing bus mung gumantung marang siji parameter. Iki kapasitas garis, sing ora luwih saka 400 pF.

Konfirmasi

Acknowledgement minangka prosedur wajib ing proses transfer data. Master nggawe pulsa sinkronisasi sing cocog, nalika pemancar diluncurake ing baris SDA sajrone jam kasebut minangka konfirmasi. Sawise iki, panrima kudu njamin stabilake garis SDA sajrone pulsa sinkron dhuwur ing negara sing stabil. Ing kasus iki, sampeyan kudu tansah njupuk wektu instalasi lan penylametan.

Ing mayoritas kasus sing paling akeh, panrima sing ditangani kudu kudu ngasilake konfirmasi sawise saben bait sing ditampa, lan siji-sijine istiméwa ing kana yaiku kahanan ing wiwitan paket kalebu alamat CBUS.

Yen panampa abdi ora nduweni kemampuan kanggo ngirim konfirmasi saka alamate dhewe, perlu ninggalake baris data ing negara sing dhuwur, lan sawise kuwi master bakal bisa ngetokake sinyal "Stop" sing bakal ngganggu pengiriman kabeh informasi. Yen alamat wis dikonfirmasi, nanging abdi ora bisa njupuk data luwih akeh kanggo wektu sing suwe, bingkisan kasebut uga kudu diganggu. Kanggo nindakake iki, budak ora ngakoni boso sing ditampa sabanjuré lan mung mbukak garis data ing dhuwur, nyebabake master nggawe sinyal Stop.

Yen, ing prosedur transfer, panrima master diwenehake, banjur ing kasus kasebut kudu ngandhani budak bab mburi transmisi, lan iki rampung kanthi ora ngonfirmasi sing ditampa pungkasan bita. Ing kasus iki, pemancar budak langsung ngetokake garis data supaya panganggo bisa ngetokake sinyal "Stop" utawa ngulangake sinyal "Mulai" maneh.

Kanggo mriksa kasedhiyan peralatan, sampeyan bisa nyoba kanggo ngetik conto standar sket kanggo antarmuka Arduino I2C, minangka ing foto ndhuwur.

arbitrasi

Lead uga miwiti informasi Terusake mung sawise mardika lengkap ban, nanging loro utawa luwih anjog bisa nglampahi generasi sinyal wiwitan ing wektu penylametan minimal. Iki bakal ndadékaké kanggo sinyal pesti "wiwitan" ing bis.

Work digawa metu ing SDA arbitrasi bis sing wektu nganti SCL-bus ing negara dhuwur. Yen salah siji saka anjog wiwit ngirimaken baris data kurang, nanging ing liyane - dhuwur, banjur terakhir temen pedhot saka iku, amarga negara SDL ora negara cocok luwih saka extension kang.

Tutugan saka arbitrasi bisa dileksanakake ing saperangan bit. Amarga kasunyatan sing alamat pisanan sing ditularaké lan banjur data, arbitrasi kudu dadi nganti pungkasan alamat, lan yen bakal ono dening anjog piranti padha, ing kasus iki, bakal njupuk bagéyan lan macem-macem data ing arbitrasi. Amarga saka arbitrasi iki rencana data ora ilang ing acara saka tabrakan sembarang.

Yen ana kang kalah arbitrasi, kang cilik iku bisa ngetokake SCL pulses sinkronisasi kanggo ing bait pungkasan, lan kanggo kang ngakses wis ilang.