I2C interfaco priskribo ruse

La modernaj hejmaj aparatoj, industria elektroniko kaj diversaj telekomunikado teamo troviĝas ofte similaj solvoj, sed la produkto povas esti praktike konektitaj inter oni. Ekzemple, preskaŭ ĉiu sistemo inkluzivas la jenajn:

• certa "inteligenta" kontrolunuo, kiu estas avantaĝa plejparte reprezentas ununuran kristalo microcomputador;
• ĝenerala celo unuoj kiel ekzemple LCD bufro, RAM, en / havenoj, EEPROM aŭ specialigitaj datumoj konvertiloj;
• specifaj komponantoj, inkluzive cifereca cirkvito agordo kaj regalo por la video signaloj kaj radio.

Kiel optimumigi ilian uzon?

Por certigi la plej efikan uzon de ĉi tiuj ĝeneralaj solvoj por la profito diseñadores kaj produktantoj mem, kaj ankaŭ por pliigi la totalan nivelon de elfaro de diversaj aparatoj kaj simplificación de cirkviton nodoj uzita, la kompanio Philips ekiris evoluigi tre simpla du-drato bidireccional buso kiu provizas la plej produktivaj mezhmikroskhemnoe kontrolo. Tiu buso provizas transporto de datumoj tra la I2C interfaco.

Ĝis nun gamo specifita de la fabrikanto inkludas pli ol 150 CMOS kaj dupolusa aparatoj kiuj estas kongruaj kun I2C kaj destinita por la konduto de laboro en iu ajn el la numeritaj kategorioj. Ni notu, ke la I2C interfaco komence konstruita en ĉiuj kongruaj aparatoj, pro kiuj ili povas sen ajna malfacilaĵoj por interkomuniki uzante speciala buso. Tra la aplikon de ĉi tiu dezajno solvo rezultis solvi tute kelkajn problemojn pariganta la diversaj teamo kiu estas sufiĉe karakteriza de la medio de la disvolviĝo de la ciferecaj sistemoj.

La ĉefaj avantaĝoj

Eĉ se vi rigardas mallongan priskribon de la UART, SPI, I2C, Vi povas substreki la sekvajn avantaĝojn de tiu lasta:

• Por laboro vi bezonas nur du linioj - sincronización kaj datumojn. Ajna mekanismo kiu estas konektita al buso, povas poste esti traktitaj de la programaro tute unika adreso. Iam ajn, ekzistas simpla rilato, kiu permesas al la ĉefa funkcio kiel la mastro-majstro dissendilo aŭ ricevilo.
• Tiu buso provizas la eblon havi plurajn gastigantoj, provizante ĉiujn necesajn ilojn por kolizio detekto kaj arbitracio, helpas malhelpi datumoj korupto okaze ke du aŭ pli de la supre komencas samtempe transdoni informon. En norma maniero provizas nur secuencial ok bitoj transporto de datumoj kun rapideco de ne pli ol 100 kbit / s, kaj en la rapida maniero, la sojlo povas esti pliigita al kvar fojojn.
• La blatoj uzas specialan korpigita filtrilo kiu efike subpremas pikiloj kaj certigas maksimuman datumoj integrecon.
• La maksimuma ebla nombro da pecetoj kiu povas esti konektita al unu buso estas limigita nur de ĝia maksimuma ebla kapablo de 400 pF.

Avantaĝoj por diseñadores

I2C interfaco, kaj ankaŭ la tuta kongrua pecetoj povas signife akceli la procezo de disvolviĝo, de la funkcia cirkviton al lia fina prototipo. Ni notu, ke pro la ebleco de tia blatoj konekti rekte al la buso sen uzi ĉiajn aldonan cirkvitoj estas provizita spaco por plua modernigo kaj modifante prototipon sistemo de desconectar kaj konektanta la diversaj mekanismoj de la buso.

Estas multaj avantaĝoj kiuj starigis la I2C interfaco. La priskribo precipe permesas vin vidi la sekvajn avantaĝojn al diseñadores:

• Blokoj en la funkcia diagramon plene respondas al pecetoj, kaj tiel certigas lin sufiĉe rapida transiro de funkcia principo.
• Ne necesas evoluigi buso interfacoj, ĉar la pneŭo estas komence integritaj en speciala blato.
• Integrita komunikado kaj traktado protokoloj de aparatoj permesas al la sistemo esti plene programaro difinita.
• La sama tipoj de blatoj povas esti uzata se necese en tute malsamaj aplikoj.
• La tuta evoluo tempo estas signife reduktita pro la fakto ke diseñadores povas sufiĉe rapide familiarizarse kun la plej ofte uzataj funkcio blokas, kaj ankaŭ ĉiajn blatoj.
• Se dezirata, vi povas aldoni aŭ forigi pecetojn de la sistemo, kaj ĝi ne havas multan efikon sur aliaj teamoj konektitaj al la sama buso.
• La tuta programaro disvolviĝo tempo povas esti signife reduktita pro la fakto, ke ne estas permesita uzi biblioteko de reusable programaro moduloj.

Krome, ĝi havas marki ekstreme simpla diagnoza procedo por ajna malsukcesoj kaj plue depuración, kio estas malsama I2C interfaco. Priskribo diras ke se necese, oni povas sen iu malfacilaĵo tuj spuri eĉ negrava devioj en la operacio de tiaj teamoj kaj, konsekvence, alprenas la konvenajn dispoziciojn. Ankaŭ notinde, estas ke la diseñadores provizita specialaj solvoj, kiuj, aparte, estas tre alloga por vario de porteblaj teamoj kaj sistemoj kiuj provizas pil-povaj, uzante la I2C interfaco. ruse La priskribo ankaŭ indikas ke lia apliko permesas la jenajn gravajn avantaĝojn:

• Sufiĉe alta rezisto al ajna perturbo okazas.
• Ekstreme malalta konsumo.
• Larĝa provizo voltaro gamo.
• Ampleksa temperaturo gamo.

Profitoj por teknikistoj

Estas notinde, ke ne nur diseñadores, sed ankaŭ la teknologio estas ofte tre lastatempe komencis uzi dediĉita I2C interfaco. al rusa priskribo indikas sufiĉe larĝa gamo de avantaĝoj, kiuj estas provizita por ĉi tiu kategorio de profesiaj:

• Norma du-drato seria buso kun interfaco helpas minimumigi la ligo inter pecetoj, tio estas, ili prezentu malpli kontakton kaj postulas malpli aŭtoveturejoj, farante presitaj cirkvitoj ne estas tiel multekosta kaj havas multe pli malgranda grandeco.
• Plene integrita I2C interfaco LCD1602 aŭ alian opcion eliminas la bezonon uzi la adreson decodificador, kaj ankaŭ aliajn eksterajn malprofunda logiko.
• Ĝi provizas la kapablon uzi samtempe pluraj gvida sur buso, kiu substance akcelas testado kaj postaj ĝustigas de la teamo, pro tio la buso povas esti konektita al komputilo de muntado.
• Havebleco kongrua kun tiuj blatoj en interfaco VSO, SO kaj specialigita DIL-pakaĵo povas signife redukti la postulojn al la aparato grandeco.

Nur mallonga listo de avantaĝoj ke malsamaj I2C interfaco LCD1602 kaj aliaj. Ankaŭ kongrua pecetoj povas signife pliigi la flekseblecon de la sistemo uzata kiel ekstreme simpla konstruo de diversaj teamoj opciojn, kaj ankaŭ relative facila ĝisdatigo por plua subteno ĉe la nuna nivelo de evoluo. Tiel, ĝi eblas disvolvi tutan familion de malsama teamo, uzante kiel bazo certa bazo modelo.

Plue modernigo de la teamo kaj la vastiĝo de ĝiaj funkcioj povas esti efektivigita per norma rilaton al la buso responda al la blato uzante la 2C interfaco Arduino aŭ iu alia de la disponebla inventaro. Se necesa akiri pli grandan ROM, en kiu kazo ĝi estos sufiĉa nur por elekti alian microcontrolador havi pliigitan kvanton de ROM. Ekde la ĝisdatigita blaton se necese povas tute anstataŭi la malnovaj, vi povas facile aldoni novajn trajtojn al teamoj aŭ pliigi lia totala efikeco de konvencia malkonektantan jam malaktuala pecetoj kaj pli anstataŭas ilin per pli nova ekipaĵo.

ACCESS.bus

Pro tio, ke la pneŭo havas du-drato naturo de, kaj la kapablo plani alparolante ACCESS.bus por unu el la plej ideala platformoj Ĝuste I2C interfaco. Specifo (priskribo en la rusa estas prezentita en la artikolo), ĉi tiu aparato igas multe pli malmultekosta alternativo al aktive uzi pli frue RS-232C interfaco por konektanta diversajn ekstercentraj por komputiloj uzante normo uzas kvar-konektilo.

Enkonduko al la especificación

Por progresinta aplikoj 8 bitoj kontrolo, kiuj uzas microcontroladores, provizas la eblon instali plurajn dezajno kriterioj:

• kompletan sistemon plej ofte avantaĝa inkluzivas microcontrolador kaj aliaj ekstercentraj, inkluzive de memoro kaj diversaj eniro / elirita havenoj;
• la tuta kosto de kombinado la diversaj aparatoj devus esti ekstreme minimumigita ene sola sistemo;
• sistemo kiu estas konfidita kun kontrolo funkcioj, ne zorgas pri la neceso havigi alta rapido de transdono de datumoj;
• entuta efikeco rekte dependas de la teamo, tiel kiel la naturo de la konektanta buso.

Disvolvi la sistemon, plene observema kun la supre kriterioj, Vi devas uzi la buson en kiu la I2C seria interfaco por esti uzita. Malgraŭ tio, ke ekzistas seria buso bandwidth paralela, ĝi postulas malpli konektoj kaj malpli kontakton blatoj. Ni devus forgesi la fakton ke la pneŭo inkludas ne nur la konektanta dratoj, sed ankaŭ diversaj formatoj kaj procedoj necesaj por certigi komunikadon ene de la sistemo.

Aparato por komunikado kiuj uzas programaron emulación I2C interfaco aŭ la pneŭo devas havi specifan protokolon kiu permesas malsamaj ebloj haltigi kolizio, perdo aŭ blokante informo. En la rapida aparatoj devas povi kontakti malrapida, kaj samtempe la sistemo ne dependas de la teamoj konektitaj, kiel alie ĉiuj plibonigoj kaj modifoj ne povas esti uzata. Ĝi estas ankaŭ necesaj por evoluigi procedo per kiu la reala instali, aparta aparato estas nuntempe provizas kontrolo buso kaj je kioma horo. Krome, se la malsamaj aparatoj havi malsamajn horloĝo ofteco, estas konektitaj al la sama buso, estas necese determini la fonton de lia sincronización. Ĉiuj de ĉi tiuj kriterioj responda I2C interfaco por AVR kaj ĉiu alia sur tiu listo.

La baza koncepto

I2C aŭtobuso povas subteni ajna blato teknologio uzita. Interfaco I2C LabVIEW kaj similajn ĝi implicas la uzon de du linioj por la transigo de informoj - kaj datumoj sincronización. Ajna mekanismo konektita tiel detektita pro unika adreso, sendepende de ĉu ĝi estas LCD bufron, la microcontrolador, memoro aŭ interfaco klavaro, kaj tiel povas funkcii kiel dissendilo aŭ ricevilo, depende de la celo por kiu specife ĉi tiu teamo estas intencita.

Plejofte avantaĝa LCD bufro estas norma ricevilo, kaj memoro ne nur ricevas sed ankaŭ publikigi diversajn datumojn. Krome, la procezo de movi informon aparatoj povas esti klasifikita kiel sklavo kaj mastro.

En ĉi tiu kazo, la aparato estas nomita majstro kiu komencas la transdono de datumoj kaj sinkronigante signalojn estas generitaj. En ĉi tiu kazo, neniu direccionable aparatoj devas esti konsiderata en rilato al siaj sklavoj.

I2C komunikado interfaco proviza por pluraj kondukante, tio estas, pli ol unu aparato kapablas kontrolon de la buso povas konekti al ĝi. La kapablo uzi pli ol unu microcontrolador al pneŭo indikas ke pli ol unu gastiganto povas sendi en momento donita. Forigi la potencialon kaoso kiu riskas okazas kiam tia situacio ekestas, ni evoluigis specialigitan arbitracio proceduro, kiu uzas la I2C interfaco. Tunnels kaj aliaj aparatoj provizi por la rilato de aparatoj por la aŭtobuso sur la tiel nomata regulo de kunveno I.

Generacio de la tempigo signalo estas devo de la mastro, kaj ĉiu generas lian propran signalon dum la transporto de datumoj, kaj antaŭenigu ĝi povas ŝanĝi nur okaze ke ĝi "tiras" la malrapida sklavo aux alia sinjoro, kiam kolizio okazas.

Ĝeneralaj agordoj

Kiel SCL, SDA kaj estas bidireccional linioj kiuj estas konektita al pozitiva potenco fonto per pullup rezistilo. Kiam la pneŭo estas tute libera, ĉiu linio estas en alta pozicio. La produktado stadioj de mekanismoj kiuj estas konektitaj al la buso devas havi malferman drenilon aŭ malfermaj kolektanto kiu povas provizi la funkcioj de la instalado I. Informoj per la I2C interfaco povas esti transdonitaj al rapido de ne pli ol 400 kbit / s en Rapida maniero, dum la norma rapido malpli ol 100 kbit / s. La tuta numero de mekanismoj kiuj povas samtempe konektita al la buso, dependas nur sur unu parametron. Tiu kapablo de la linio estas ne pli ol 400 pF.

konfirmo

Konfirmo estas deviga proceduro en la transporto de datumoj. Plumbo generas respondan sincronización pulso, dum la dissendilo liberigas la SDA linion dum tiu horloĝo kiel konfirmo. Poste, la ricevilo devas certigi stabilan reteno SDA linion por la alta horloĝo stato stabile en la malalta stato. En ĉi tiu kazo, estas necese konsideri la instalinstrukciojn kaj teni.

Plejofte avantaĝa adresita ricevilo devas nepre generi agnoski post ĉiu ricevis bajto, kaj la sola escepto ĉi tie estas nur tiuj situacioj kie la komenco de sendo inkludas Adreso CBUS.

Se la sklavo ricevilo ne eblas sendi konfirmon propran adreson, necesas lasi la datumoj linio en alta stato, kaj poste la plifaciligo estos signalas la eblecon elsendi "halto", kiu interrompas la sendo de ĉiuj informoj. Se la adreso estis kontrolita, sed oni ne povas pelataj de longe plu akcepti ajnan datumoj kiuj kondukas devus ankaŭ esti interrompita sendante. Por fari tion, la sklavo ne konfirmi la sekva ricevis bajto kaj simple lasas la datumojn linio ALTA, tiel ke la mastro generas signalon "Haltsignalo".

Se la forwarding procedo, provizi por majstro-ricevilon, en ĉi tiu kazo, li devas sciigi la finon de la sklavo transdono kondukita, kaj ĝi ne estas konfirmita de la lastaj ricevis bajto. En ĉi tiu kazo, la sklavo dissendilo tuj liberigi la datumoj linio konduki povas produkti signalon "Haltu" aŭ ripeti la signalo denove la "Komenco".

Por kontroli la disponibilidad de la teamo, vi povas provi eniri la norma ekzemploj de skizoj por la Arduino I2C interfaco, kiel en la foto supre.

arbitracio

Plumbo povas komenci forwarding informo nur post la kompleta liberigo de la pneŭo, sed du aŭ pli ĉefaj povas elspezi la generacio de la komenco signalo ĉe la minimuma tempo de retención. Ĉi eventuale kondukas al difinitan signalon "komenco" en la buso.

Laboro efektivigita sur la arbitracio buso SDA tiuj momentoj ĝis SCL-buso estas en la alta stato. Se unu el la ĉefaj komencas transdoni datumoj linio malalta, sed la alia - alta, tiam la lasta estas tute malkonektita de ĝi, ĉar la stato de SDL ne taŭgas pli alta stato de lia etendo.

Daŭrigo de la arbitracio povas esti aplikata al pluraj bitoj. Pro tio, ke la unua adresoj estas transdonitaj kaj datumoj, arbitracio povas havi daŭron ĝis la fino de la adreso, kaj se ĝi estos adresita gvidante la sama mekanismo, en ĉi tiu kazo, partoprenos kaj diversaj datumoj en la arbitracio. Pro tio arbitracio skemo datumoj estas perdita okaze de ajna kolizio.

Se la mastro perdas arbitracio, en kiu kazo ĝi povas elsendi sincronización pulsos SCL al la fino de bajtoj, kaj por kiu aliri estis perdita.