Antara muka I2C: keterangan dalam bahasa Rusia

perkakas rumah yang moden, industri elektronik dan pelbagai peralatan telekomunikasi boleh didapati agak kerap penyelesaian yang sama, tetapi produk boleh hampir berkaitan antara satu sama lain. Sebagai contoh, hampir setiap sistem termasuk yang berikut:

• tertentu "pintar" unit kawalan, yang berfaedah dalam kebanyakan kes mewakili microcomputer kristal tunggal;
• unit kegunaan umum seperti penampan LCD, RAM, I / O port, EEPROM atau penukar data khusus;
• komponen tertentu, termasuk konfigurasi litar digital dan merawat untuk isyarat video dan radio.

Bagaimana untuk mengoptimumkan penggunaannya?

Untuk memastikan penggunaan yang paling cekap dalam penyelesaian am bagi pereka manfaat dan pengeluar sendiri, dan juga untuk meningkatkan tahap keseluruhan prestasi pelbagai peralatan dan pemudahan nod litar digunakan, syarikat Philips yang dinyatakan untuk membangunkan dua wayar bas dwiarah yang sangat mudah yang menyediakan kawalan mezhmikroskhemnoe yang paling produktif. bas ini menyediakan pemindahan data melalui antara muka I2C.

Kepada julat tarikh yang ditetapkan oleh pengeluar termasuk lebih daripada 150 CMOS dan peranti bipolar yang serasi dengan I2C dan bertujuan untuk menjalankan kerja-kerja dalam mana-mana kategori yang disebut satu persatu. Harus diingat bahawa antara muka I2C pada mulanya dibina ke dalam semua peranti yang serasi, kerana yang mereka boleh tanpa sebarang kesukaran untuk berkomunikasi antara satu sama lain dengan menggunakan sebuah bas khas. Melalui permohonan penyelesaian reka bentuk ini telah bertukar menyelesaikan agak beberapa masalah berpasangan pelbagai peralatan yang cukup ciri skop pembangunan sistem digital.

Kelebihan utama

Walaupun anda melihat penerangan ringkas mengenai UART, SPI, I2C, anda boleh menyerlahkan kelebihan berikut yang kedua:

• Untuk kerja-kerja yang anda perlukan hanya dua baris - Penyegerakan dan data. Mana-mana peranti yang disambungkan kepada bas, boleh kemudiannya ditangani oleh perisian sepenuhnya alamat unik. Pada bila-bila masa, terdapat hubungan yang mudah, yang membolehkan fungsi utama sebagai pemancar atau penerima master-master.
• bas ini menyediakan keupayaan untuk mempunyai beberapa tuan rumah, menyediakan semua alat yang diperlukan untuk pengesanan perlanggaran dan timbang tara, membantu mencegah kerosakan data sekiranya dua atau lebih daripada bahagian atas bermula pada masa yang sama menyampaikan maklumat. Dalam mod standard menyediakan hanya berurutan pemindahan data lapan-bit pada kadar tidak lebih daripada 100 kbit / s, dan berada dalam mod cepat, ambang boleh meningkat kepada empat kali.
• Cip menggunakan khas terbina dalam penapis yang berkesan menyekat pancang dan memastikan integriti data maksimum.
• Bilangan maksimum yang mungkin cip yang boleh disambungkan kepada satu bas hanya dihadkan oleh kapasiti mungkin maksimum 400 pF.

Kelebihan untuk pereka

antara muka I2C, serta semua cip serasi ketara boleh mempercepatkan proses pembangunan, dari litar yang berfungsi untuk prototaip akhir. Perlu diingatkan bahawa kerana kemungkinan cip tersebut berhubung terus dengan bas tanpa menggunakan semua jenis litar tambahan disediakan ruang untuk menaik taraf lagi dan mengubah suai sistem prototaip dengan memutuskan dan menghubungkan pelbagai peranti dari bas.

Terdapat banyak kelebihan yang membezakan antara muka I2C. keterangan, khususnya, membolehkan anda untuk melihat kelebihan berikut kepada pereka:

• Blok dalam rajah berfungsi sepenuhnya sesuai dengan cip, dan dengan itu memastikan peralihan yang cukup pesat daripada prinsip berfungsi.
• Tidak ada keperluan untuk membangunkan antara muka bas, kerana tayar pada mulanya bersepadu dalam cip khas.
• komunikasi bersepadu dan menangani protokol peranti membolehkan sistem yang hendak perisian sepenuhnya ditakrifkan.
• Jenis yang sama cip boleh digunakan jika perlu dalam aplikasi yang berbeza.
• Jumlah masa pembangunan semakin berkurangan disebabkan oleh hakikat bahawa pereka agak cepat boleh menjadi biasa dengan blok fungsi yang paling kerap digunakan, serta semua jenis cip.
• Jika mahu, anda boleh menambah atau membuang cip dari sistem, dan ia tidak memberi kesan ke atas peralatan lain yang berkaitan dengan bas yang sama.
• Jumlah masa pembangunan perisian boleh dikurangkan dengan ketara disebabkan oleh hakikat bahawa terdapat dibenarkan untuk menggunakan perpustakaan modul perisian yang boleh digunakan semula.

Di samping itu, ia adalah diperhatikan prosedur diagnostik amat mudah bagi apa-apa kegagalan dan debugging lanjut, yang sebagai antaramuka I2C berbeza. Penerangan mengatakan bahawa jika perlu, anda boleh tanpa apa-apa kesukaran segera mengesan walaupun penyimpangan kecil dalam operasi peralatan tersebut dan, akibatnya, mengambil langkah-langkah yang sesuai. Juga diperhatikan adalah bahawa pereka telah menyediakan penyelesaian khas, yang, khususnya, adalah agak menarik untuk pelbagai peralatan dan sistem yang menyediakan bateri berkuasa mudah alih, menggunakan antara muka I2C. dalam Russian penerangan ini juga menunjukkan bahawa permohonan membolehkan kelebihan penting berikut:

• rintangan yang cukup tinggi kepada mana-mana gangguan berlaku.
• penggunaan kuasa yang sangat rendah.
• Wide julat voltan bekalan.
• A julat suhu yang luas.

Manfaat untuk ahli teknologi

Perlu diingat pereka yang bukan sahaja, tetapi juga teknologi yang sering agak baru-baru ini mula menggunakan antara muka I2C yang khusus. penerangan Rusia menunjukkan pelbagai yang agak luas kelebihan, yang disediakan untuk kategori ini profesional:

• Standard dua-wayar bas bersiri dengan antara muka membantu untuk mengurangkan hubungan antara cip, iaitu, mereka yang hadir kurang menghubunginya dan memerlukan kurang trek, membuat papan litar bercetak tidak begitu mahal dan mempunyai saiz yang lebih kecil.
• Bersepadu sepenuhnya LCD1602 antara muka I2C atau beberapa pilihan lain menghapuskan keperluan untuk menggunakan penyahkod alamat, serta lain logik cetek luar.
• Ia menyediakan keupayaan untuk menggunakan pada masa yang sama beberapa menuju ke bas, yang sebahagian besarnya mempercepatkan ujian dan pelarasan seterusnya peralatan, kerana bas yang boleh disambungkan kepada barisan pemasangan komputer.
• Ketersediaan serasi dengan mereka cip dalam antara muka VSO, SO dan khusus DIL-pakej boleh mengurangkan keperluan untuk saiz peranti.

Ia hanya senarai pendek manfaat yang I2C berbeza antara muka LCD1602 dan lain-lain. Juga cip serasi ketara boleh meningkatkan fleksibiliti sistem yang digunakan untuk menyediakan pembinaan amat mudah pelbagai pilihan peralatan, serta naik taraf yang agak mudah untuk mendapatkan sokongan pada paras semasa pembangunan. Oleh itu, ia adalah mungkin untuk membangunkan keluarga keseluruhan peralatan yang berbeza, menggunakan sebagai asas model asas tertentu.

pemodenan lagi peralatan dan pengembangan fungsinya boleh dijalankan melalui sambungan standard untuk bas yang sepadan dengan cip menggunakan 2C muka Arduino atau mana-mana inventori yang ada. Jika diperlukan untuk mendapatkan ROM yang lebih besar, di mana ia akan mencukupi hanya untuk memilih seorang pengawal mikro yang mempunyai jumlah peningkatan ROM. Sejak cip dikemaskini jika perlu dapat sepenuhnya menggantikan yang lama, anda boleh dengan mudah boleh menambah ciri-ciri baru kepada peralatan atau untuk meningkatkan prestasi secara keseluruhan oleh disconnecting konvensional cip sudah usang dan seterusnya menggantikan mereka dengan peralatan yang lebih baru.

ACCESS.bus

Kerana kenyataan bahawa tayar mempunyai sifat dua wayar, dan keupayaan untuk program menangani ACCESS.bus untuk salah satu platform yang paling ideal adalah tepat antara muka I2C. Spesifikasi (penerangan dalam Russian dibentangkan dalam artikel), peranti ini menjadikannya alternatif yang lebih murah untuk digunakan sebelum ini antara muka RS-232C aktif untuk menyambung pelbagai persisian untuk komputer yang menggunakan standard yang menggunakan empat penyambung.

Pengenalan kepada spesifikasi

Untuk aplikasi maju kawalan 8-bit, yang menggunakan pengawal mikro, menyediakan keupayaan untuk memasang beberapa kriteria reka bentuk:

• sistem yang lengkap dalam kebanyakan kes berfaedah termasuk pengawal mikro dan lain-lain perkakasan, termasuk memori dan pelbagai pelabuhan input / output;
• jumlah kos menggabungkan pelbagai peranti harus amat dikurangkan dalam sistem tunggal;
• satu sistem yang diamanahkan dengan fungsi kawalan, tidak mengadakan peruntukan bagi keperluan untuk menyediakan penghantaran data berkelajuan tinggi;
• kecekapan keseluruhan secara langsung bergantung kepada peralatan, serta sifat bas yang menyambungkan.

Untuk membangunkan sistem, sepenuhnya mematuhi kriteria di atas, anda perlu menggunakan bas di mana antara muka bersiri I2C untuk digunakan. Walaupun terdapat satu siri selari bas jalur lebar, ia memerlukan lebih sedikit sambungan dan kurang cip kenalan. Kita tidak harus lupa hakikat bahawa tayar termasuk bukan sahaja wayar penyambung, tetapi juga pelbagai format dan prosedur yang perlu untuk memastikan komunikasi dalam sistem.

Peranti untuk komunikasi yang menggunakan antara muka I2C perisian emulasi atau tayar mesti mempunyai protokol tertentu yang membolehkan kemungkinan yang berbeza preempt perlanggaran, kehilangan atau maklumat menyekat. Dalam peranti puasa mesti dapat menghubungi yang perlahan, dan pada masa yang sama sistem tidak perlu bergantung kepada peralatan yang bersambung, kerana jika tidak semua penambahbaikan dan pengubahsuaian yang tidak boleh digunakan. Ia juga perlu untuk membangunkan suatu tatacara yang sebenar memasang, peranti tertentu pada masa ini menyediakan bas kawalan dan pada masa. Di samping itu, jika peranti yang berbeza mempunyai kekerapan jam yang berbeza, disambungkan kepada bas yang sama, ia adalah perlu untuk menentukan sumber penyegerakan itu. Semua kriteria ini sepadan antara muka I2C untuk AVR dan apa-apa lain dalam senarai ini.

Konsep asas

bas I2C boleh menyokong mana-mana teknologi cip digunakan. Antara muka I2C LabVIEW dan sama ia melibatkan penggunaan dua baris bagi pemindahan maklumat - dan penyegerakan data. Mana-mana peranti yang disambungkan dengan itu dikesan disebabkan alamat yang unik, tidak kira sama ada ia adalah penampan LCD, mikropengawal, memori atau antara muka papan kekunci, dan dengan itu boleh beroperasi sebagai penghantar atau penerima, bergantung kepada tujuan yang khusus peralatan ini dimaksudkan.

Dalam kebanyakan kes berfaedah penampan LCD adalah penerima yang standard, dan ingatan bukan sahaja boleh menerima tetapi juga memancarkan pelbagai data. Di samping itu, proses bergerak peranti maklumat boleh diklasifikasikan sebagai hamba dan tuan.

Dalam kes ini, peranti ini dipanggil master yang memulakan penghantaran data dan penyegerakan isyarat dijana. Dalam kes ini, apa-apa peranti addressable akan dianggap berhubung dengan hamba-hambanya.

antara muka komunikasi I2C memperuntukkan beberapa terkemuka, iaitu, lebih daripada satu peranti mampu mengawal bas mampu untuk menyambung kepadanya. Keupayaan untuk menggunakan lebih daripada satu pengawal mikro untuk tayar yang menunjukkan bahawa lebih daripada satu pihak boleh menghantar pada bila-bila masa. Untuk menghapuskan huru-hara potensi yang risiko berlaku apabila keadaan seperti itu timbul, kita membangunkan prosedur timbangtara khusus, yang menggunakan antara muka I2C. Pengembang dan peranti lain menyediakan untuk sambungan peranti untuk bas di peraturan yang dipanggil perhimpunan I.

Generasi isyarat masa adalah kewajiban tuan, dan masing-masing menjana isyarat sendiri semasa pemindahan data, dan seterusnya ia boleh berubah hanya sekiranya ia "menarik" hamba itu perlahan atau master lain apabila perlanggaran berlaku.

tetapan umum

Sebagai SCL, SDA dan ialah garis dwiarah yang disambungkan kepada sumber kuasa positif melalui pullup perintang. Apabila tayar adalah percuma, setiap baris berada dalam kedudukan yang tinggi. Peringkat output peranti yang disambungkan kepada bas mesti mempunyai terbuka parit atau terbuka pengumpul fungsi yang boleh disediakan melalui IM I2C Maklumat antara muka pemasangan boleh dihantar pada kadar tidak lebih daripada 400 kbit / s dalam mod cepat, manakala dalam kelajuan yang standard kurang daripada 100 kbit / s. Jumlah peranti yang boleh pada masa yang sama berhubung dengan bas, bergantung hanya pada satu parameter. Ini kapasiti barisan tidak lebih daripada 400 pF.

pengesahan

Pengesahan adalah prosedur wajib dalam pemindahan data. Lead menjana sepadan penyegerakan nadi, manakala pemancar Sidang talian SDA semasa jam yang sebagai pengesahan. Selepas itu, penerima mesti memastikan stabil talian pengekalan SDA bagi negeri jam yang tinggi secara stabil di negeri yang rendah. Dalam kes ini, ia adalah perlu untuk mengambil kira persediaan dan tahan.

Dalam kebanyakan kes berfaedah penerima ditangani semestinya menjana mengakui selepas setiap bait yang diterima, dan hanya pengecualian di sini adalah hanya mereka situasi di mana awal hantar termasuk alamat CBU.

Jika hamba penerima tidak mungkin untuk menghantar pengesahan alamat sendiri, ia adalah tertakluk kepada garis data di negeri yang tinggi, dan kemudian fasilitator akan memberi isyarat kemungkinan mengeluarkan "stop", yang akan mengganggu penghantaran semua maklumat. Jika alamat yang telah disahkan, tetapi ia tidak boleh dipandu untuk masa yang lama lagi menerima apa-apa data yang membawa juga perlu terganggu dengan menghantar. Untuk melakukan ini, hamba tidak mengesahkan bait menerima akan datang dan hanya meninggalkan garis data TINGGI, supaya tuan menjana isyarat "Stop".

Jika prosedur penghantaran, menyediakan untuk tuan-penerima, dalam kes ini, dia mesti memberitahu akhir penghantaran hamba yang dijalankan, dan ia tidak disahkan oleh bait menerima lepas. Dalam kes ini, hamba pemancar segera melepaskan talian data untuk memimpin boleh menghasilkan isyarat "Berhenti" atau mengulangi isyarat lagi "Start".

Untuk memeriksa ketersediaan peralatan, anda boleh cuba untuk memasuki contoh standard lakaran untuk antara muka Arduino I2C, seperti dalam gambar di atas.

timbang tara

Lead boleh mula maklumat penghantar hanya selepas pembebasan lengkap tayar, tetapi dua atau lebih terkemuka boleh menghabiskan penjanaan isyarat mula di masa tahanan minimum. Ini akhirnya membawa kepada isyarat yang pasti "mula" di dalam bas.

Kerja yang dijalankan di SDA bas timbangtara saat-saat sehingga SCL-bas berada dalam keadaan yang tinggi. Jika salah satu yang terkemuka bermula untuk menghantar talian data yang rendah, tetapi yang lain - yang tinggi, maka yang kedua adalah terputus dari itu, kerana keadaan SDL tidak negeri yang lebih tinggi sesuai lanjutan beliau.

Penerusan timbang tara boleh dilakukan pada beberapa bit. Kerana kenyataan bahawa alamat pertama dihantar dan kemudian data, timbang tara boleh mempunyai tempoh sehingga akhir untuk alamat, dan jika ia akan ditangani dengan membawa peranti yang sama, dalam kes ini, akan mengambil bahagian dan pelbagai data dalam timbang tara. Kerana timbang tara ini data skim tidak hilang sekiranya berlaku apa-apa perlanggaran.

Jika tuan kehilangan timbang tara, di mana ia boleh mengeluarkan suatu denyutan penyegerakan SCL kepada bait akhir, dan di mana akses telah hilang.