I2C deskrizzjoni interface Russu

L-apparat domestiku moderna, l-elettronika industrijali u tagħmir tat-telekomunikazzjoni varji jistgħu jinstabu spiss soluzzjonijiet simili, iżda l-prodott jista 'jiġi kważi konnessi ma' xulxin. Per eżempju, kważi kull sistema jinkludi dan li ġej:

• ċerti "intelliġenti" unità ta 'kontroll, li huwa ta' vantaġġ f'ħafna każijiet jirrappreżenta mikrokompjuter monokristallin;
• unitajiet ġenerali għan bħal buffer LCD, RAM, I / O portijiet, EEPROM jew konvertituri dejta speċjalizzati;
• komponenti speċifiċi, inklużi konfigurazzjoni ċirkwit diġitali u kura għas-sinjali vidjo u radju.

Kif biex jottimizzaw l-użu tagħhom?

Biex jiġi żgurat l-aktar użu effiċjenti ta 'dawn is-soluzzjonijiet ġenerali għall-disinjaturi benefiċċju u l-produtturi nfushom, kif ukoll sabiex tiżdied il-livell globali ta' prestazzjoni ta 'apparat varju u s-simplifikazzjoni tal-lymph ċirkwit użati, il-kumpanija Philips stabbiliti biex tiżviluppa żewġ wajer xarabank sempliċi ħafna bidirezzjonali li tipprovdi l-kontroll mezhmikroskhemnoe aktar produttivi. Dan bus jipprovdi trasferiment tad-data permezz ta 'kanali I2C.

Biex firxa data speċifikata mill-manifattur jinkludi aktar minn 150 CMOS u apparat bipolari li huma kompatibbli mal I2C u maħsuba għat-twettiq ta 'xogħol fi kwalunkwe mill-kategoriji enumerati. Għandu jiġi nnutat li l-interface I2C huwa inizjalment mibnija fis kollha mezzi kompatibbli, minħabba li jistgħu mingħajr diffikultajiet biex jikkomunikaw ma 'xulxin bl-użu ta' xarabank speċjali. Permezz tal-applikazzjoni ta 'din is-soluzzjoni tad-disinn, irriżulta li ssolvi numru mhux hażin ta' problemi tqabbil l-apparat differenti li huwa pjuttost karatteristika tal-ambitu tal-iżvilupp ta 'sistemi diġitali.

Il-vantaġġi ewlenin

Anke jekk inti tħares lejn deskrizzjoni qasira tal-UART, SPI, I2C, inti tista 'tenfasizza l-vantaġġi tal-aħħar li ġejjin:

• Għal xogħol għandek bżonn biss żewġ linji - sinkronizzazzjoni u data. Kull mezz li huwa konness mal bus, jista 'sussegwentement tiġi indirizzata mill-software kompletament indirizz uniku. Fi kwalunkwe ħin, hemm relazzjoni sempliċi, li tippermetti l-funzjoni ewlieni bħala l-trasmettitur kaptan kaptan jew riċevitur.
• Dan bus jipprovdi l-abbiltà li jkollhom ospiti multipli, li jipprovdu l-għodod meħtieġa għall-iskoperta kolliżjoni u l-arbitraġġ, jgħin biex jipprevjeni data korruzzjoni fil-każ li tnejn jew aktar mill-quċċata jibda simultanjament jittrasmettu informazzjoni. Fil-modalità standard tipprovdi biss sekwenzjali tmien bit trasferiment tad-data b'rata ta 'mhux aktar minn 100 kbit / s, u fil-modalità mgħaġġel, il-limitu jista' jiżdied għal erba 'darbiet.
• Il-ċipep jużaw speċjali mibnija fil-filtru li effettivament trażżan spikes u tiżgura l-integrità tad-data massimi.
• In-numru massimu possibbli ta 'ċipep li jistgħu jiġu konnessi ma xarabank wieħed huwa llimitat biss mill-kapaċità massima possibbli tiegħu ta' 400 pF.

Vantaġġi għall-disinjaturi

interface I2C, kif ukoll kollha ċipep kompatibbli jistgħu b'mod sinifikanti tħaffef il-proċess ta 'żvilupp, mill-ċirkwit funzjonali li prototip finali tagħha. Għandu jiġi nnutat li minħabba l-possibbiltà ta 'tali ċipep qabbad direttament lill-bus mingħajr l-użu kull tip ta' ċirkwiti addizzjonali hi pprovduta lok għal aktar titjib u timmodifika sistema prototip mill skonnettjata u jgħaqqdu l-mezzi varji mill-xarabank.

Hemm ħafna vantaġġi li jistabbilixxu l-interface I2C. Id-deskrizzjoni, b'mod partikolari, tippermetti li inti tara l-vantaġġi li ġejjin lid-disinjaturi:

• Blokki -dijagramma funzjonali jikkorrispondu b'mod sħiħ għall laqx, u b'hekk jiżgura tranżizzjoni rapida biżżejjed minn prinċipju funzjonali.
• M'hemm l-ebda ħtieġa li jiġu żviluppati interfaces xarabank, minħabba li l-tajer huwa inizjalment integrati ċippa speċjali.
• komunikazzjoni integrata u protokolli li jindirizzaw ta 'apparat jippermetti lis-sistema li għandha tiġi softwer kompletament definiti.
• L-istess tipi ta 'laqx jistgħu jintużaw jekk neċessarju fl-applikazzjonijiet kompletament differenti.
• Il-ħin totali iżvilupp titnaqqas sinifikament minħabba l-fatt li disinjaturi jistgħu pjuttost malajr jsiru familjari mal-blokki funzjoni aktar użati ta 'spiss, kif ukoll kull tip ta' ċipep.
• Jekk mixtieq, inti tista 'żżid jew tneħħi ċipep mis-sistema, u hija ma jkollhiex impatt kbir fuq tagħmir ieħor konnessi mal-istess xarabank.
• Il-ħin totali żvilupp ta 'softwer jistgħu jitnaqqsu b'mod sinifikanti minħabba l-fatt li hemm huwa permess li jużaw librerija ta' moduli ta 'softwer li jistgħu jerġgħu jintużaw.

Barra minn hekk, ta 'min jinnota proċedura dijanjostika estremament sempliċi għal xi fallimenti u aktar debugging, li hija differenti interface I2C. Deskrizzjoni jgħid li jekk ikun meħtieġ, inti tista mingħajr ebda diffikultà immedjatament track anki devjazzjonijiet minuri fl-operazzjoni ta 'dak it-tagħmir u, konsegwentement, jieħdu l-miżuri xierqa. Wkoll min jinnota huwa li l-disinjaturi pprovdew soluzzjonijiet speċjali, li, b'mod partikolari, huma pjuttost attraenti għal varjetà ta 'tagħmir u sistemi li jipprovdu jaħdem bil-batterija li jista' jinġarr, bl-użu l-interface I2C. bir-Russu Id-deskrizzjoni jinnota wkoll li l-applikazzjoni tagħha tippermetti għall-vantaġġi importanti li ġejjin:

• reżistenza biżżejjed għolja għal kull tfixkil iseħħ.
• konsum ta 'enerġija estremament baxx.
• firxa tal-vultaġġ tal-provvista wiesgħa.
• Firxa wiesgħa ta 'temperaturi.

Benefiċċji għall teknoloġisti

Ta 'min jinnota li mhux biss disinjaturi, iżda wkoll it-teknoloġija huwa spiss pjuttost reċentement bdew jużaw interface I2C dedikat. id-deskrizzjoni Russu jindika firxa pjuttost wiesgħa ta 'vantaġġi, li huma pprovduti għal din il-kategorija ta' professjonisti:

• Standard b'żewġ wajer serial bus ma 'interface jgħin biex jimminimizzaw l-konnessjoni bejn laqx, jiġifieri, huma jippreżentaw inqas kuntatt u teħtieġ inqas binarji, tagħmel bordijiet ta' ċirkuwiti stampati huma mhux għali u jkollhom daqs ħafna iżgħar.
• Kompletament LCD1602 integrata interface I2C jew xi għażla oħra telimina l-ħtieġa li jintuża l-decoder indirizz, kif ukoll il-loġika baxx estern ieħor.
• Huwa jipprovdi l-abbiltà li persuna tuża simultanjament diversi ewlieni fuq xarabank, li jaċċelera sostanzjalment ittestjar u aġġustament sussegwenti tat-tagħmir, peress li l-bus jista 'jiġi konness ma' linja assemblaġġ kompjuter.
• Disponibbiltà kompatibbli ma 'dawk ċipep fil VSO interface, DO u speċjalizzati DIL-pakkett jistgħu jnaqqsu b'mod sinifikanti r-rekwiżiti għall-daqs apparat.

Huwa biss lista qasira ta 'benefiċċji li I2C differenti LCD1602 interface u oħrajn. Ukoll ċipep kompatibbli jistgħu jżidu b'mod sinifikanti l-flessibbiltà tas-sistema użata biex tipprovdi kostruzzjoni estremament sempliċi ta 'għażliet tagħmir differenti, kif ukoll upgrade relattivament faċli għal aktar appoġġ fil-livell attwali ta' żvilupp. Għalhekk, huwa possibbli li jiġi żviluppat familja kollha ta 'tagħmir differenti, bl-użu bħala bażi ċertu mudell bażi.

Aktar modernizzazzjoni tat-tagħmir u l-espansjoni tal-funzjonijiet tagħha jistgħu jitwettqu permezz ta 'konnessjoni standard għall-karozzi tal-linja li tikkorrispondi għall-ċippa tuża l 2C-interface Arduino jew kwalunkwe oħra ta' l-inventarju disponibbli. Jekk ikun meħtieġ biex jinkisbu ROM akbar, f'liema każ ikun biżżejjed biss biex tagħżel mikrokontrolluri ieħor li jkollu ammont akbar ta 'ROM. Peress li l-ċippa aġġornat jekk meħtieġ jistgħu jissostitwixxu kompletament l-qodma, inti tista 'faċilment jżid karatteristiċi ġodda għal tagħmir jew biex jiżdiedu l-prestazzjoni globali tagħha minn interruttur konvenzjonali ċipep diġà skaduti u aktar tbiddilhom ma' tagħmir ġodda.

ACCESS.bus

Minħabba l-fatt li l-tajer ikollu natura żewġ wajer ta ', u l-abbiltà għall-programm indirizzar ACCESS.bus għal wieħed mill-pjattaformi aktar ideali huwa preċiżament interface I2C. Speċifikazzjoni (deskrizzjoni bir-Russu huwa ppreżentat fl-artikolu), dan l-apparat jagħmilha alternattiva ħafna irħas li tuża attivament qabel interface RS-232C għall-konnessjoni periferali varji għall-kompjuters li jużaw standard juża erba 'konnettur.

Introduzzjoni għall-ispeċifikazzjoni

Għall-applikazzjonijiet avvanzati ta 'kontroll 8-bit, li jużaw mikrokontrolluri, jipprovdi l-abbiltà li jinstallaw diversi kriterji tad-disinn:

• sistema kompluta f'ħafna każijiet vantaġġuża tinkludi mikrokontrollur u oħrajn periferali, inkluż memorja u diversi portijiet input / output;
• l-ispiża totali ta 'kif tgħaqqad l-mezzi varji għandhom ikunu estremament minimizzat f'sistema waħdanija;
• sistema li hija fdata b'funzjonijiet ta 'kontroll, ma jipprovdix għall-ħtieġa li tiġi pprovduta trasmissjoni ta' data ta 'veloċità għolja;
• effiċjenza globali jiddependi direttament fuq it-tagħmir, kif ukoll in-natura tax-xarabank konnessjoni.

Biex tiżviluppa s-sistema, totalment konformi mal-kriterji msemmija hawn fuq, jeħtieġ li tuża l-bus li fih l-interface tas-serje I2C li għandhom jintużaw. Minkejja l-fatt li hemm serjali bandwidth bus parallel, jeħtieġ inqas konnessjonijiet u laqx ta 'kuntatt inqas. M'għandniex ninsew il-fatt li l-tajer jinkludi mhux biss il-wajers konnessjoni, iżda wkoll varjetà ta 'formati u l-proċeduri neċessarji biex tiġi żgurata komunikazzjoni fis-sistema.

Apparat għall-komunikazzjoni li jużaw interface I2C softwer emulazzjoni jew l-ilqugħ għandu jkollu protokoll speċifiku li jippermetti possibbiltajiet differenti jantiëipa kolliżjoni, telf jew informazzjoni imblukkar. Fil-mezzi veloċi għandhom ikunu kapaċi li tikkuntattja bil-mod, u fl-istess ħin is-sistema m'għandux jiddependi fuq it-tagħmir konness, kif inkella kollha titjib u modifiki ma jistgħux jintużaw. Huwa wkoll meħtieġ li tiġi żviluppata proċedura li permezz tagħha l-attwali jinstallaw, mezz partikolari bħalissa jipprovdi xarabank kontroll u f'liema ħin. Barra minn hekk, jekk il-mezzi differenti li jkollhom frekwenza ta 'arloġġ differenti, huma konnessi mal-istess xarabank, huwa meħtieġ li jidditermina l-għajn ta' sinkronizzazzjoni tagħha. Kollha ta 'dawn il-kriterji interface I2C għal AVR u kwalunkwe oħra f'din il-lista korrespondenti.

Il-kunċett bażiku

xarabank I2C tista 'tappoġġja kwalunkwe teknoloġija ċippa użata. Interface I2C LabVIEW u simili li jinvolvu l-użu ta 'żewġ linji għat-trasferiment ta' informazzjoni - u sinkronizzazzjoni tad-data. Kull mezz konness b'hekk osservati minħabba indirizz uniku, irrispettivament minn jekk huwiex buffer LCD, il mikrokontrollur, memorja jew interface tastiera, u għalhekk tista 'topera bħala trasmettitur jew riċevitur, skond l-iskop li għalih speċifikament dan it-tagħmir huwa maħsub.

F'ħafna każijiet vantaġġuża LCD buffer huwa riċevitur standard, u l-memorja tista 'mhux biss jirċievu imma wkoll jittrasmettu data varji. Barra minn hekk, il-proċess ta 'ċaqliq apparati ta' informazzjoni jistgħu jiġu kklassifikati bħala iskjavi u l-kaptan.

F'dan il-każ, l-apparat huwa msejjaħ kaptan li jibda t-trażmissjoni tad-data u sinjali sinkronizzanti huma ġenerati. F'dan il-każ, kwalunkwe tagħmir indirizzabbli għandhom jiġu kkunsidrati f'relazzjoni mal skjavi tiegħu.

interface tal-komunikazzjoni I2C tipprevedi diversi ewlieni, jiġifieri, aktar minn apparat wieħed li kapaċi jikkontrollaw tax-xarabank huwa kapaċi li jgħaqqdu lilha. -Kapaċità li jużaw mikrokontrolluri aktar minn wieħed għal tajer jindika li aktar minn wieħed ospitanti jista 'jibgħat fi kwalunkwe ħin partikolari. Biex tiġi eliminata l-kaos potenzjal li r-riskji jseħħu meta tinqala 'sitwazzjoni bħal din, aħna żviluppat proċedura ta' arbitraġġ speċjalizzat, li juża l-interface I2C. Expanders u apparat ieħor jipprovdu għall-konnessjoni ta 'apparat li l-bus fuq l-istat hekk imsejħa ta' assemblea I.

Ġenerazzjoni tas-sinjal żmien huwa dmir tal-kaptan, u kull jiġġenera sinjal tagħha stess matul it-trasferiment tad-data, u aktar jista 'tinbidel biss fil-każ li "jiġbed" l-iskjavi bil-mod jew il-kaptan ieħor meta jseħħ xi ħabta.

settings ġenerali

Kif SCL, SDA u huma linji bidirezzjonali li huma konnessi ma 'sors ta' enerġija pożittiva permezz ta 'resistor pullup. Meta t-tajer huwa kompletament ħieles, kull linja hija f'pożizzjoni għolja. L-istadji output ta 'apparati li huma konnessi mal-bus għandu jkollu open-fossa jew open-kollettur funzjoni li tista' tiġi pprovduta permezz tal-immuntar informazzjoni fuq interface IM I2C jistgħu jiġu trasmessi b'rata ta 'mhux aktar minn 400 kbit / s fil-modalità malajr, filwaqt li fil-veloċità istandard inqas minn 100 kbit / s. In-numru totali ta 'apparat li jista' simultanjament konnessi mal-bus, jiddependi biss fuq parametru wieħed. Din il-kapaċità tal-linja ma jkunx aktar minn 400 pF.

konferma

Konferma proċedura obbligatorja fit-trasferiment tad-data. Ċomb jiġġenera polz sinkronizzazzjoni korrispondenti, filwaqt li l-trasmettitur tirrilaxxa l-linja SDA matul dak arloġġ bħala konferma. Wara dan, ir-riċevitur għandu jiżgura stabbli linja SDA żamma għall-istat arloġġ għolja b'mod stabbli fl-istat baxx. F'dan il-każ, huwa meħtieġ li jitqiesu l-setup u jżommu.

F'ħafna każijiet riċevitur indirizzata vantaġġuża għandha neċessarjament jiġġeneraw jagħrfu wara kull byte riċevuti, u l-unika eċċezzjoni hawn huma biss dawk is-sitwazzjonijiet fejn il-bidu ta 'jibgħat jinkludi indirizz CBUS.

Jekk ir-riċevitur iskjavi ma jkunx possibbli li tibgħat konferma fl-indirizz tagħha stess, huwa meħtieġ li jħallu l-linja tad-data fi stat għoli, u allura l-faċilitatur ser ifisser il-possibbiltà li jinħarġu "waqfien", li se tinterrompi l-bgħit tal-informazzjoni kollha. Jekk l-indirizz ikun ġie verifikat, iżda ma tistax tkun misjuqa għal żmien twil jkunux qed jaċċettaw kwalunkwe dejta li jwasslu għandha wkoll tiġi interrotta billi tibgħat. Biex tagħmel dan, il-iskjavi ma tikkonfermax l-byte rċeviet jmiss u biss tħalli l-linja tad-data GĦOLJA, sabiex il-kaptan jiġġenera sinjal "waqfien".

Jekk il-proċedura twassil, jipprovdu għal-riċevitur kaptan, f'dan il-każ, huwa għandu jinnotifika lill-tmiem tat-trażmissjoni iskjavi mwettqa, u mhuwiex ikkonfermat mill-aħħar byte riċevut. F'dan il-każ, il-trasmettitur iskjavi immedjatament jirrilaxxa l-linja data li jwasslu jistgħu jipproduċu sinjal "Ieqaf" jew jirrepeti l-sinjal mill-ġdid "Start".

Biex tiċċekkja d-disponibbiltà tat-tagħmir, inti tista 'tipprova li jidħlu fil-eżempji standard ta' abbozzi għall-interface Arduino I2C, bħal fil-ritratt hawn fuq.

arbitraġġ

Ċomb jistgħu jibdew forwarding information biss wara l-liberazzjoni sħiħa tat-tajer, iżda tnejn jew aktar ewlieni tista 'tonfoq il-ġenerazzjoni tas-sinjal bidu fil-ħin minimu ta' ritenzjoni. Dan eventwalment iwassal għal sinjal definittiva "bidu" fuq ix-xarabank.

Xogħol imwettaq fuq is-Sustanza SDA xarabank arbitraġġ dawk il-mumenti sakemm SCL-xarabank huwa fl-istat għolja. Jekk waħda mill-ewlenin jibda biex jittrasmettu l-linja baxxa ta 'data, iżda l-oħra - għoli, allura l-aħħar huwa kompletament skonnettjat minn dan, minħabba li l-istat ta' SDL mhuwiex istat xieraq ogħla ta 'estensjoni tiegħu.

Kontinwazzjoni tal-arbitraġġ jista 'jsir fuq diversi bits. Minħabba l-fatt li l-ewwel indirizzi huma trasmessi u imbagħad data, arbitraġġ jista 'jkollhom tul ta' żmien sat-tmiem tal-indirizz, u jekk se tiġi indirizzata billi jmexxu l-istess apparat, f'dan il-każ, se jieħdu sehem u data varji fl-arbitraġġ. Minħabba dan arbitraġġ data iskema ma tintilifx fil-każ ta 'xi ħabta.

Jekk il-kaptan jitlef arbitraġġ, f'liema każ jista 'joħroġ polz sinkronizzat SCL għall-byte aħħar, u li għalihom l-aċċess ikun intilef.