I2C-interface beskrivelse på russisk

De moderne husholdningsapparater, industriel elektronik og diverse telekommunikationsudstyr kan findes ganske ofte lignende løsninger, men produktet kan næsten forbundet med hinanden. For eksempel, næsten alle systemer omfatter følgende:

• visse "smart" styreenhed, som er fordelagtigt i de fleste tilfælde repræsenterer en enkelt krystal mikrocomputer;
• almindelige enheder formål såsom et LCD-buffer, RAM, I / O porte, EEPROM eller specialiserede datakonvertere;
• specifikke komponenter, herunder konfiguration digitale kredsløb og en behandler for videosignalerne og radio.

Hvordan man kan optimere deres brug?

For at sikre den mest effektive anvendelse af disse generelle løsninger til gavn designere og producenter selv, samt at øge det generelle niveau for udførelsen af forskellige apparater og forenkling af kredsløb noder bruges, firmaet Philips satte sig for at udvikle en meget simpel to-tråds tovejs bus, der giver den mest produktive mezhmikroskhemnoe kontrol. Denne bus giver en dataoverførsel via I2C-interface.

Til dato interval som angivet af fabrikanten omfatter mere end 150 CMOS og bipolære enheder, der er kompatible med I2C og er beregnet til udførelse af arbejde i en hvilken som helst af de opregnede kategorier. Det skal bemærkes, at I2C-interface oprindeligt er indbygget i alle kompatible enheder, skyldes som de kan uden problemer at kommunikere med hinanden ved hjælp af en særlig bus. Gennem anvendelse af dette design løsning har vist sig at løse en lang række problemer parre de forskellige udstyr, der er helt karakteristisk for omfanget af udviklingen af digitale systemer.

De vigtigste fordele

Selv hvis man ser på en kort beskrivelse af UART, SPI, I2C, kan du fremhæve følgende fordele af sidstnævnte:

• For arbejde, du har brug kun to linjer - synkronisering og data. Alle enheder, der er tilsluttet en bus, kan efterfølgende behandles af softwaren helt unik adresse. På ethvert tidspunkt, der er et enkelt forhold, som giver den førende funktion som master-masteren sender eller modtager.
• Denne bus giver mulighed for at have flere værter, der giver alle de nødvendige værktøjer til kollisionsdetektion og voldgift, hjælper med at forhindre beskadigelse af data i tilfælde af, at to eller flere af de øverste begynder samtidig at videregive oplysninger. I standardtilstand giver kun sekventiel otte-bit dataoverførsel med en hastighed på ikke mere end 100 kbit / s, og i hurtig tilstand, kan tærsklen øges til fire gange.
• Chips bruger en speciel indbygget filter, der effektivt undertrykker spikes og sikrer maksimal dataintegritet.
• Det maksimalt mulige antal af chips, der kan tilsluttes til en bus er kun begrænset af dens maksimalt mulige kapacitet på 400 pF.

Fordele for designere

I2C interface, samt alle kompatible chips kan væsentligt fremskynde udviklingsprocessen, fra den funktionelle kredsløb til dens endelige prototype. Det skal bemærkes, at på grund af muligheden for sådanne chips tilsluttes direkte til bussen uden at bruge alle former for ekstra kredsløb tilbydes plads til yderligere opgradering og modificering en prototype-system ved at frakoble og forbinde de forskellige enheder fra bussen.

Der er masser af fordele, der sætter I2C interface. Beskrivelsen, i særdeleshed, kan du se følgende fordele til designere:

• Blokke i det funktionelle diagram svarer fuldstændig til chips, og sikrer således en tilstrækkelig hurtig overgang fra et funktionelt princip.
• Der er ikke behov for at udvikle bus-interfaces, fordi dækket oprindeligt er integreret i en særlig chip.
• Integreret kommunikation og adresseringsprotokoller af enheder giver systemet mulighed for at være fuldt software defineret.
• De samme typer af chips kan om nødvendigt anvendes i helt forskellige anvendelser.
• Den samlede udviklingstid reduceres væsentligt på grund af det faktum, at designerne ret hurtigt kan blive fortrolig med de mest brugte funktionsblokke, samt alle former for chips.
• Hvis det ønskes, kan du tilføje eller fjerne jetoner fra systemet, og det har ikke meget indflydelse på andet udstyr tilsluttet samme bus.
• Den samlede softwareudvikling tid kan reduceres betydeligt på grund af det faktum, at der er tilladt at bruge et bibliotek af genanvendelige softwaremoduler.

Desuden er det værd at bemærke en yderst enkel diagnostisk procedure for eventuelle fejl og yderligere debugging, som er forskellig I2C interface. Beskrivelse siger, at hvis det er nødvendigt, kan du uden problemer straks spore selv mindre afvigelser i driften af dette udstyr og dermed træffe de nødvendige foranstaltninger. Også værd at bemærke, er, at designerne har givet særlige løsninger, som i særdeleshed er ganske attraktiv for en bred vifte af bærbart udstyr og systemer, der giver batteri-drevne, ved hjælp af I2C interface. i russisk Beskrivelsen påpeger også, at dens ansøgning giver mulighed for følgende vigtige fordele:

• Tilstrækkelig høj modstand mod enhver forstyrrelse forekommer.
• Ekstremt lavt strømforbrug.
• Bredt udbud spændingsområde.
• Et bredt temperaturområde.

Fordele for teknologer

Det er værd at bemærke, at ikke kun designere, men også teknologien er ofte ganske nylig begyndt at bruge en dedikeret I2C interface. til russisk beskrivelse indikerer en temmelig lang række fordele, som leveres til denne kategori af fagfolk:

• Standard to ledninger seriel bus med interface med til at minimere forbindelsen mellem chips, dvs. de giver mindre kontakt og kræver færre spor, hvilket gør printkort er ikke så dyrt og har en meget mindre størrelse.
• Fuldt integreret I2C-interface LCD1602 eller en anden løsning eliminerer behovet for at bruge adressen dekoder, samt andre eksterne overfladisk logik.
• Det giver mulighed for at bruge samtidigt flere fører til en bus, som i det væsentlige accelererer afprøvning og efterfølgende justering af udstyret, eftersom bussen kan tilsluttes en computer samlebånd.
• Tilgængelighed forenelig med disse chips i grænsefladen VSO, SO og specialiserede DIL-pakke kan reducere kravene til enheden størrelse betydeligt.

Det er kun en kort liste over fordele, at forskellige I2C-interface LCD1602 og andre. Også kompatible chips kan øge fleksibiliteten i det system bruges til at give en yderst enkel konstruktion af forskellige udstyrsmuligheder, samt en forholdsvis let opgradering for yderligere støtte på det nuværende niveau af udvikling. Således er det muligt at udvikle en hel familie af forskelligt udstyr, idet der som udgangspunkt en vis basismodel.

Yderligere modernisering af udstyr og udvidelse af dets funktioner kan udføres via en standard forbindelse til bussen svarer til chippen under anvendelse af 2C-grænsefladen Arduino eller andre af den tilgængelige beholdning. Hvis det kræves for at opnå større ROM, i hvilket tilfælde vil det være tilstrækkeligt kun at vælge et andet mikrocontroller har en forøget mængde af ROM. Da den opdaterede chip hvis det er nødvendigt i stand til helt at erstatte de gamle, kan du nemt tilføje nye funktioner til udstyr eller for at øge sin samlede præstation ved en konventionel frakobling allerede forældede chips og videre erstatte dem med nyere udstyr.

ACCESS.bus

På grund af det faktum, at dækket har en to-wire natur, og evnen til at programmere adressering ACCESS.bus for en af de mest ideelle platforme er netop I2C interface. Specification (beskrivelse på russisk præsenteres i artiklen), denne enhed gør det en langt billigere alternativ til aktivt at bruge tidligere RS-232C-interface til at forbinde forskellige eksterne enheder til computere ved hjælp af en standard bruger en fire-stik.

Introduktion til specifikationen

Til avancerede applikationer 8-bit kontrol, som bruger mikrocontrollere, giver mulighed for at installere flere design kriterier:

• komplet system i de fleste tilfælde fordelagtige omfatter en microcontroller og andre ydre enheder, herunder hukommelse og forskellige input / output-porte;
• de samlede omkostninger ved at kombinere de forskellige anordninger bør yderst minimeret inden for en enkelt system;
• et system, der er betroet med styrefunktioner, giver ikke mulighed for behovet for at tilvejebringe høj hastighed datatransmission;
• samlede effektivitet afhænger direkte af det udstyr, samt karakteren af det forbindende bussen.

At udvikle systemet, i fuld overensstemmelse med de ovennævnte kriterier, du har brug for at bruge bussen, hvor den serielle I2C-interface, der skal bruges. På trods af at der er en seriel bus båndbredde parallel, det kræver færre forbindelser og mindre kontakt chips. Vi bør ikke glemme det faktum, at dækket ikke kun omfatter de forbindende ledninger, men også en række forskellige formater og procedurer, der er nødvendige for at sikre kommunikationen i systemet.

Anordning til kommunikation, der bruger en software-emulering I2C interface eller dæk skal have en særlig protokol, der tillader forskellige muligheder forkøbet kollision, tab eller blokere oplysninger. I de hurtige enheder skal kunne kontakte en langsom, og på samme tid systemet bør ikke afhænge af det tilsluttede udstyr, som ikke kan anvendes ellers alle forbedringer og modifikationer. Det er også nødvendigt at udvikle en procedure, hvorved den egentlige installation, en bestemt enhed i øjeblikket giver kontrol bus og på hvilket tidspunkt. Desuden, hvis de forskellige enheder har forskellig clockfrekvens, er forbundet til den samme bus, er det nødvendigt at bestemme kilden til dets synkronisering. Alle disse kriterier svarende I2C interface til AVR og alle andre på denne liste.

Det grundlæggende koncept

I2C bus kan støtte enhver chip teknologi, der anvendes. Grænseflade I2C LabVIEW og lignende det indebærer brug af to linjer for overførsel af information - og datasynkronisering. Enhver enhed tilsluttet således påvises på grund af en unik adresse, uanset om det er en LCD-buffer, microcontroller, hukommelse eller grænseflade tastatur, og således kan fungere som sender eller modtager, afhængigt af det formål, som specifikt dette udstyr er beregnet til.

I de fleste tilfælde fordelagtigt LCD buffer er en standard modtager, og hukommelse kan ikke kun modtage men også transmittere forskellige data. Desuden kan processen med at flytte informationsanordninger klassificeres som slave og master.

I dette tilfælde er indretningen kaldes en master, som initierer datatransmission og synkroniseringssignaler genereres. I så fald skal eventuelle adresserbare enheder betragtes i forhold til sine slaver.

I2C kommunikation interface giver for flere førende, dvs. mere end én enhed i stand til kontrol af bussen er i stand til at oprette forbindelse til den. Evnen til at bruge mere end en microcontroller til et dæk indikerer, at mere end en vært kan sende på et givet tidspunkt. For at eliminere den potentielle kaos, at risici opstår, når en sådan situation opstår, udviklede vi et specialiseret voldgiftsprocedure, som bruger I2C interface. Ekspandere og andre enheder mulighed for tilslutning af enheder til bussen på den såkaldte regel om samling I.

Generering af timingen signalet er en pligt af master, og hver genererer sin egen signal under dataoverførslen, og yderligere det kan ændre kun i tilfælde af, at det "trækker" den langsomme slave eller en anden mester, når en kollision indtræffer.

Generelle indstillinger

Som SCL, SDA og er tovejs linjer, der er forbundet til en positiv strømkilde ved hjælp af pullup modstand. Når dækket er helt gratis, hver linje er i en høj stilling. Udgangstrinnene af enheder, der er forbundet til bussen, skal have en åben-drain eller open-collector funktion, der kan tilvejebringes gennem monteringen IM I2C grænsefladeoplysninger kan transmitteres ved en hastighed på ikke mere end 400 kbit / s i hurtig tilstand, mens i standard hastighed mindre end 100 kbit / s. Det samlede antal enheder, der kan samtidigt forbindes til bussen, afhænger kun af én parameter. Denne kapacitet af linjen er ikke mere end 400 pF.

bekræftelse

Bekræftelse er en obligatorisk procedure i dataoverførslen. Bly genererer en tilsvarende synkroniseringspuls, mens transmitteren frigiver SDA linje i denne ur som bekræftelse. Derefter skal modtageren sikre stabil fastholdelse SDA linje for den høje ur tilstand stabilt i lav tilstand. I dette tilfælde er det nødvendigt at tage hensyn til opsætning og hold.

I de fleste tilfælde skal fordelagtige adresseret modtager nødvendigvis generere en anerkender efter hver modtaget byte, og den eneste undtagelse her er kun de situationer, hvor begyndelsen af sende omfatter adresse CBUS.

Hvis slave-modtageren ikke er muligt at sende en bekræftelse af sin egen adresse, er det nødvendigt at lade data linje i en høj tilstand, og derefter facilitatoren vil signalere muligheden for at udstede "stop", hvilket vil afbryde udsendelsen af alle oplysninger. Hvis adressen er blevet bekræftet, men det kan ikke være drevet i lang tid længere acceptere nogen data, der fører bør også afbrydes ved at sende. For at gøre dette, er slaven ikke bekræfte den næste modtagne byte og bare forlader data linje HIGH, så masteren genererer et signal "Stop".

Hvis fremsendelsen procedure, giver mulighed for en master-modtager, i dette tilfælde, skal han meddele enden af slave transmission gennemført, og det er ikke bekræftet af den sidst modtagne byte. I dette tilfælde slave-senderen straks slippe data linje for at føre kan producere et signal "Stop" eller gentage signalet igen "Start".

For at kontrollere tilgængeligheden af udstyr, kan du prøve at indtaste standard eksempler på skitser til Arduino I2C-interface, som på billedet ovenfor.

voldgift

Bly kan begynde videresending oplysninger først efter fuldstændig befrielse af dækket, men to eller flere ledende kan tilbringe generation af startsignalet ved den mindste opholdstid. Dette fører i sidste ende til et konkret signal "start" på bussen.

Arbejdet udføres på voldgift bus SDA disse øjeblikke, indtil SCL-bus er i høj tilstand. Hvis en af de førende begynder at overføre data linje lav, men den anden - høj, så sidstnævnte er helt fri det, fordi staten SDL er ikke hensigtsmæssigt højere tilstand af hans forlængelse.

Fortsættelse af voldgift kan udføres på flere bit. På grund af det faktum, at de første adresser overføres og derefter data, kan voldgift have en varighed indtil slutningen af adressen, og hvis det vil blive behandlet af førende den samme enhed, i dette tilfælde, vil deltage og forskellige data i voldgiften. På grund af denne voldgift ordning data ikke går tabt i tilfælde af kollision.

Hvis føreren mister voldgift, i hvilket tilfælde det kan udstede en synkroniseringsimpulser SCL til enden byte, og for hvilken adgang er blevet tabt.