I2C-gränssnitt beskrivning på ryska

De moderna hushållsapparater, industriell elektronik och olika telekommunikationsutrustning kan hittas ofta liknande lösningar, men produkten kan vara praktiskt taget anslutna till varandra. Till exempel innehåller så gott som alla system följande:

• vissa "smart" styrenhet, vilket är fördelaktigt i de flesta fall representerar en enkelkristall mikrodator;
• plog enheter, såsom en LCD-buffert, RAM, I / O-portar, EEPROM eller specialiserade dataomvandlare;
• specifika komponenter, bland annat digital kretskonfiguration och en behandling för videosignaler och radio.

Hur man optimerar användningen?

För att garantera den mest effektiva användningen av dessa generella lösningar till förmån designers och producenter själva, liksom för att öka den totala nivån på prestanda för olika apparater och förenkling av kretsnoder används företaget Philips bestämde sig för att utveckla en mycket enkel tvåtrådig dubbelriktad buss som ger den mest produktiva mezhmikroskhemnoe kontroll. Denna buss ger en dataöverföring via I2C-gränssnitt.

Hittills område som anges av tillverkaren omfattar mer än 150 CMOS och bipolära enheter som är kompatibla med I2C och avsedda för genomförandet av arbetet i någon av de uppräknade kategorierna. Det bör noteras att I2C-gränssnitt initialt inbyggd i alla kompatibla enheter, på grund av vilka de kan utan svårigheter att kommunicera med varandra med hjälp av en speciell buss. Genom tillämpning av denna design lösning har visat sig att lösa ett stort antal problem para ihop olika utrustning som är ganska karakteristiskt för omfattningen av utvecklingen av digitala system.

De främsta fördelarna

Även om man tittar på en kort beskrivning av UART, SPI, I2C, kan du markera följande fördelar för den senare:

• För arbete behöver du bara två rader - synkronisering och data. Varje enhet som är ansluten till en buss, kan därefter behandlas av programvaran helt unik adress. När som helst, det finns ett enkelt samband, vilket gör den ledande funktion som master-master sändare eller mottagare.
• Denna buss ger möjlighet att ha flera värdar, ger alla nödvändiga verktyg för kollisionsdetektering och skiljeförfaranden, hjälper till att förhindra datafel i händelse av att två eller flera av de bästa börjar att samtidigt sända information. I standardläge erbjuder endast åtta-bitars överföring med en hastighet av inte mer än 100 kbit / s sekventiella data och i snabbt läge, kan tröskel ökas till fyra gånger.
• Flisen använder en speciell inbyggt filter som effektivt undertrycker spikar och garanterar maximal dataintegritet.
• Det maximala möjliga antalet chips som kan anslutas till en buss begränsas bara av dess högsta möjliga kapacitet på 400 pF.

Fördelar för designers

I2C-gränssnitt, liksom alla kompatibla chips kan avsevärt påskynda utvecklingsprocessen, från den funktionella kretsen till dess slutliga prototypen. Det bör noteras att på grund av möjligheten till sådana chips ansluta direkt till bussen utan att använda alla typer av ytterligare kretsar tillhandahålls utrymme för ytterligare uppgradering och modifiera ett prototypsystem genom att koppla bort och ansluta de olika enheter från bussen.

Det finns massor av fördelar som sätter I2C-gränssnitt. Beskrivningen i synnerhet gör det möjligt att se följande fördelar för designers:

• Block i funktionsdiagrammet motsvarar helt chips, och garanterar därmed en tillräckligt snabb övergång från en funktionell princip.
• Det finns ingen anledning att utveckla bussgränssnitt, eftersom däcket inledningsvis integreras i ett särskilt chip.
• Integrerad kommunikation och adresseringsprotokoll av anordningar tillåter systemet att vara fullt programvara definieras.
• Samma typer av chips kan användas vid behov helt olika applikationer.
• Den totala utvecklingstiden har minskat avsevärt på grund av det faktum att designers ganska snabbt kan bli bekant med de mest använda funktionsblock, liksom alla typer av marker.
• Om så önskas kan du lägga till eller ta bort marker från systemet, och det behöver inte ha någon större inverkan på annan utrustning som är ansluten till samma buss.
• Den totala mjukvaruutveckling tid kan minskas betydligt på grund av det faktum att det är tillåtet att använda ett bibliotek av återanvändbara mjukvarumoduler.

Dessutom är det värt att notera ett extremt enkelt diagnostiskt förfarande för eventuella misslyckanden och ytterligare felsökning, som skiljer I2C-gränssnitt. Beskrivning säger att om det behövs, kan du utan problem omedelbart spåra även mindre avvikelser i driften av sådan utrustning och därmed vidta lämpliga åtgärder. Också värt att notera är att designers har gett speciallösningar, som framför allt är ganska lockande för en mängd olika portabel utrustning och system som ger batteridriven, med hjälp av I2C-gränssnitt. på ryska Beskrivningen påpekar också att dess tillämpning möjliggör följande viktiga fördelar:

• Tillräckligt hög resistens mot någon störning inträffar.
• Extremt låg strömförbrukning.
• Brett matningsspänningsområde.
• Ett brett temperaturintervall.

Fördelar för teknologer

Det är värt att notera att inte bara designers, men även tekniken ofta ganska nyligen börjat använda en dedikerad I2C-gränssnitt. till ryska beskrivning indikerar ett ganska brett spektrum av fördelar, som tillhandahålls till denna kategori av yrkesverksamma:

• Standard två-tråds seriell buss med gränssnitt hjälper till att minimera kopplingen mellan chips, det vill säga de uppvisar mindre kontakt och kräver färre spår, vilket gör tryckta kretskort är inte lika dyra och har en mycket mindre storlek.
• Helt integrerad I2C-gränssnitt LCD1602 eller något annat alternativ eliminerar behovet av att använda adressavkodaren, liksom annan extern grunt logik.
• Det ger möjligheten att använda samtidigt flera ledande på en buss, som väsentligen accelererar testning och efterföljande justering av utrustningen, eftersom bussen kan anslutas till en dator monteringslinje.
• Tillgänglighet kompatibel med dessa marker i gränssnittet VSO, SO och specialiserad DIL-paket kan avsevärt minska kraven till enheten storlek.

Det är bara en kort lista med fördelar som olika I2C-gränssnitt LCD1602 och andra. Även kompatibel chips kan avsevärt öka flexibiliteten i det system som används för att ge en extremt enkel konstruktion av olika alternativ utrustning, samt en relativt enkel uppgradering för ytterligare stöd på nuvarande utvecklingsnivå. Sålunda är det möjligt att utveckla en hel familj av olika utrustning, med användning som underlag en viss bas modell.

Ytterligare modernisering av utrustning och utvidgning av dess funktioner kan utföras via en vanlig anslutning till bussen som motsvarar chipet med användning av 2C-gränssnittet Arduino eller någon annan av de tillgängliga inventering. Om så erfordras för att erhålla större ROM, i vilket fall det kommer att vara tillräcklig endast för att välja en annan mikrokontroller som har en ökad mängd av ROM. Eftersom den uppdaterade chip vid behov kunna helt ersätta de gamla, kan du enkelt lägga till nya funktioner till utrustning eller för att öka dess prestanda med en konventionell frånkopplings redan föråldrade chips och ytterligare ersätta dem med nyare utrustning.

ACCESS.bus

Grund av det faktum att däcket har en tvåtrådig karaktär, och förmågan att programmera adresse ACCESS.bus för en av de mest idealiska plattformarna är just I2C-gränssnitt. Specification (beskrivning på ryska presenteras i artikeln), gör denna enhet det ett mycket billigare alternativ till aktivt använda tidigare RS-232C-gränssnitt för anslutning av olika kringutrustning till datorer med hjälp av en standard använder en fyra-kontakt.

Introduktion till specifikationen

För avancerade applikationer 8-bitars kontroll, som använder mikroprocessorer, ger möjlighet att installera flera konstruktionskriterier:

• komplett system i de flesta fall fördelaktiga inkluderar en mikrokontroller och andra kringutrustning, inklusive minne och olika ingångs / utgångsportar;
• den totala kostnaden för att kombinera de olika anordningarna bör extremt minimeras inom ett enda system;
• ett system som är anförtros styrfunktioner, ger inte till behovet av att ge hög hastighet för dataöverföring;
• totala effektiviteten är direkt beroende av utrustning, såväl som naturen av den anslutande bussen.

Att utveckla systemet, helt kompatibel med ovanstående kriterier, måste du använda bussen där I2C seriella gränssnittet som ska användas. Trots det faktum att det är en seriell bandbredd parallellt, det kräver färre anslutningar och mindre kontakt chips. Vi får inte glömma det faktum att däcket omfattar inte bara anslutningsledningar, men också en mängd olika format och förfaranden som är nödvändiga för att säkerställa kommunikationen inom systemet.

Anordning för kommunikation som använder en programvaruemulering I2C-gränssnitt eller däck måste ha ett särskilt protokoll som gör att olika möjligheter föregripa kollision, förlust eller blockera information. I de snabba enheterna måste kunna kontakta en långsam och samtidigt systemet inte bör bero på den anslutna utrustningen, som annars alla förbättringar och modifieringar som inte kan användas. Det är också nödvändigt att utveckla ett förfarande genom vilket själva installera, är för närvarande ger en viss enhet styrbuss och vid vilken tidpunkt. Dessutom, om de olika anordningar, som har olika klockfrekvensen, är anslutna till samma buss, är det nödvändigt att bestämma källan till dess synkronisering. Alla dessa kriterier motsvarande I2C-gränssnitt för AVR och alla andra på denna lista.

Grundtanken

I2C bussen kan stödja alla chip teknik som används. Interface I2C LabVIEW och liknande det innebära användning av två linjer för överföring av information - och datasynkronisering. Någon enhet ansluten sålunda detekterade på grund av en unik adress, oberoende av om det är en LCD-buffert, mikrokontroller, minne eller gränssnitt tangentbord, och sålunda kan fungera som sändare eller mottagare, beroende på det ändamål för vilket specifikt denna utrustning är avsedd.

I de flesta fall fördelaktigt LCD buffert är en standardmottagare, och minnet kan inte bara ta emot, men också överföra olika data. Dessutom kan processen att flytta informationsanordningar klassificeras som slav och master.

I detta fall är anordningen kallas en master som initierar dataöverföringen och synkroniseringssignaler genereras. I detta fall skall alla adresserbara enheter betraktas i förhållande till sina slavar.

I2C kommunikationsgränssnittet tillhandahåller för flera ledande, dvs är i stånd att ansluta till den mer än en anordning som kan styrning av bussen. Möjligheten att använda mer än en mikro till ett däck visar att mer än en värd kan skickas vid varje given tidpunkt. För att eliminera potentiella kaos som riskerar uppstå när en sådan situation uppstår, har vi utvecklat en specialiserad skiljedomsförfarande, som använder I2C-gränssnitt. Expandrar och andra enheter ger för anslutning av enheter till bussen på den så kallade regeln om monterings I.

Generering av tidssignalen är en plikt av befälhavaren, och var och en genererar sin egen signal under dataöverföringen, och vidare kan förändras endast i händelse av att det "drar" den långsamma slav eller annan master när en kollision inträffar.

allmänna inställningar

Som SCL, SDA och är dubbelriktade linjer som är anslutna till en positiv strömkälla medelst pullup motstånd. När däcket är helt gratis, är varje rad i en hög position. Slutstegen av enheter som är anslutna till bussen måste ha en öppen-kollektor eller öppen kollektor funktion som skulle kunna tillhandahållas genom monterings IM I2C gränssnittsinformation kan sändas vid en hastighet av inte mer än 400 kbit / s i det snabbt läge, medan i standardhastighet mindre än 100 kbit / s. Det totala antalet enheter som kan samtidigt anslutna till bussen, beror endast på en parameter. Denna kapacitet på linjen inte är mer än 400 pF.

bekräftelse

Bekräftelse är ett obligatoriskt förfarande i dataöverföringen. Bly genererar en motsvarande synkroniseringspuls, medan sändaren släpper SDA-ledningen under denna klocka som bekräftelse. Därefter måste mottagaren säkerställa stabil kvarhållning SDA-ledningen för den höga klocktillstånd stabilt i det låga tillståndet. I detta fall är det nödvändigt att ta hänsyn till installationen och håll.

I de flesta fall måste fördelaktig adresserade mottagaren nödvändigtvis generera en kvittens efter varje mottagen byte, och det enda undantaget här är endast de situationer där början av skicka innehåller adress CBUS.

Om slavmottagaren inte möjligt att skicka en bekräftelse på sin egen adress, är det nödvändigt att lämna dataledningen i ett högt tillstånd och sedan facilitator kommer att signalera möjligheten att utfärda "stopp", som kommer att avbryta sändningen av all information. Om adressen har verifierats, men det kan inte köras under en lång tid längre acceptera några uppgifter som leder bör också avbrytas genom att skicka. För att göra detta, inte slaven inte bekräfta nästa mottagna byte och bara lämnar dataledningen hög, så att befälhavaren genererar en signal "Stop".

Om vidarebefordran förfarandet föreskriva en master-mottagare, i detta fall, måste han meddela slutet av slavöverföringen genomförs, och det är inte bekräftat av den senast mottagna byte. I detta fall slavsändaren omedelbart släppa dataledningen för att leda kan producera en signal "Stop" eller upprepa signalen igen på "Start".

För att kontrollera tillgängligheten för utrustningen, kan du försöka att komma in i vanliga exempel på skisser för Arduino I2C-gränssnitt, som i bilden ovan.

skilje

Bly kan börja vidarebefordran informationen först efter fullständig befrielse av däcket, men två eller flera ledande kan spendera generering av startsignalen vid den minimala uppehållstiden. Detta leder så småningom till en bestämd signal "start" på bussen.

Arbete som utförs på skilje bussen SDA dessa stunder tills SCL-bussen är i det höga tillståndet. Om en av de ledande börjar sända dataledningen låg, men den andra - hög, då den senare är helt bortkopplad från det, eftersom staten SDL inte är lämpligt högre tillstånd av sin förlängning.

Fortsättning av skilje kan utföras på flera bitar. På grund av det faktum att de första adresserna sänds och sedan data kan skilje ha en löptid fram till slutet av adressen, och om det kommer att tas upp genom att leda samma enhet, i detta fall, kommer att delta och olika data i skiljeförfarande. På grund av detta arbitreringsschemat uppgifter inte går förlorad i händelse av kollision.

Om befälhavaren förlorar skiljedom, i vilket fall det kan utfärda en synkroniseringspulser SCL till slutet byte, och för vilka tillgång har förlorats.