I2C grensesnitt beskrivelse på russisk

De moderne husholdning apparater, industriell elektronikk og ulike telekommunikasjonsutstyr kan finnes ganske ofte lignende løsninger, men produktet kan nesten koblet til hverandre. For eksempel inneholder nesten alle system følgende:

• viss "smart" styreenhet, som er fordelaktig i de fleste tilfeller representerer en enkeltkrystall mikrodatamaskin;
• generelt enheter som for eksempel en LCD-buffer, RAM, I / O-porter, EEPROM eller spesialiserte data omformere;
• spesifikke komponenter, deriblant digitale kretskonfigurasjon og en behandler for videosignaler og radio.

Hvordan å optimalisere bruken?

For å sikre den mest effektive bruk av disse generelle løsninger til fordel for designere og produsentene selv, så vel som for å øke den samlede ytelsen til forskjellige apparater og forenkling av krets noder som anvendes, den firma Philips ut for å utvikle en meget enkel to-tråds, toveis buss som gir den mest produktive mezhmikroskhemnoe kontroll. Denne bussen gir en dataoverføring via I2C-grensesnittet.

Til dags dato området angitt av produsenten inneholder mer enn 150 CMOS og bipolare enheter som er kompatible med I2C og beregnet for utføring av arbeid på en hvilken som helst av de oppregnede kategoriene. Det bør bemerkes at den I2C-grensesnittet er i utgangspunktet bygget inn i alle kompatible enheter, på grunn av hvilke de kan uten vanskeligheter for å kommunisere med hverandre ved hjelp av en spesiell buss. Gjennom anvendelse av denne designen løsningen har vist seg å løse en hel rekke problemer sammenkobling diverse utstyr som er ganske karakteristisk for omfanget av utviklingen av digitale systemer.

De viktigste fordelene

Selv om du ser på en kort beskrivelse av UART, SPI, I2C, kan du fremheve følgende fordeler ved denne:

• For arbeid trenger du bare to linjer - synkronisering og data. Alle enheter som er koblet til en buss, kan senere bli adressert av programvaren helt unik adresse. Til enhver tid det er et enkelt forhold, noe som gjør den ledende funksjon som master-master-sender eller mottaker.
• Denne bussen gir muligheten til å ha flere verter, gir alle de nødvendige verktøy for dueller og voldgift, bidrar til å hindre ødeleggelse av data i tilfelle at to eller flere av topp begynner å samtidig overføre informasjon. I standardmodus gir bare sekvensiell åtte-bit dataoverføringen med en hastighet på ikke mer enn 100 kbit / s, og i den raske modus, kan terskelen økes til fire ganger.
• Flisen bruke en spesiell integrert filter som effektivt undertrykker pigger og sikrer maksimal dataintegritet.
• Den maksimalt mulige antall brikker som kan kobles til en buss er begrenset bare ved sin maksimalt mulige kapasitet på 400 pF.

Fordeler for designere

I2C grensesnitt, samt alle kompatible chips kan betydelig fremskynde utviklingsprosessen, fra funksjonelle kretsen til sin endelige prototypen. Det bør bemerkes at på grunn av muligheten for slike brikker kobles direkte til bussen uten å bruke et utvalg av ytterligere kretser er tilveiebragt plass for ytterligere oppgradering og modifisere et prototype-system ved å frakoble og tilkoble de forskjellige enheter fra bussen.

Det er mange fordeler som setter I2C grensesnitt. Beskrivelsen, spesielt, kan du se følgende fordeler for designere:

• Blokker i den funksjonsdiagram fullt ut svarer til flis, og dermed sørger for en tilstrekkelig hurtig overgang fra et funksjonsprinsipp.
• Det er ikke nødvendig å utvikle bussgrensesnitt, fordi dekket er i utgangspunktet integrert i en spesiell chip.
• Integrert kommunikasjons- og adresseringsprotokoller anordninger gjør det mulig for systemet å være fullt programvaredefinert.
• De samme typer chips kan brukes om nødvendig i helt forskjellige bruksområder.
• Den totale utviklingstiden er betydelig redusert på grunn av det faktum at designere ganske raskt kan bli kjent med de mest brukte funksjonsblokker, samt alle typer chips.
• Om ønskelig kan du legge til eller fjerne sjetonger fra systemet, og det har ikke mye innvirkning på annet utstyr som er koblet til den samme bussen.
• Den totale programvareutvikling tid kan bli betydelig redusert på grunn av det faktum at det er lov til å bruke et bibliotek av gjenbrukbare programvaremoduler.

I tillegg er det verdt å merke seg en ytterst enkel diagnostisk prosedyre for eventuelle feil og ytterligere feilsøking, som er forskjellig I2C grensesnitt. Beskrivelsen sier at hvis det er nødvendig, kan du uten problemer umiddelbart spore selv små avvik i driften av slikt utstyr, og dermed ta de nødvendige tiltak. Også verdt å merke seg er at designerne har gitt spesielle løsninger, som særlig er ganske attraktivt for en rekke av mobilt utstyr og systemer som gir batteridrevet, med I2C grensesnitt. i russisk Beskrivelsen peker også på at søknaden gir mulighet for følgende viktige fordeler:

• Tilstrekkelig høy motstand til en hvilken som helst forstyrrelse opptrer.
• Ekstremt lavt strømforbruk.
• Bredt spenningsområde.
• Et bredt temperaturområde.

Fordeler for teknologer

Det er verdt å merke seg at ikke bare designere, men også teknologien er ofte ganske nylig begynt å bruke en dedikert I2C grensesnitt. til russisk beskrivelse indikerer et ganske bredt spekter av fordeler som er gitt til denne kategorien av fagfolk:

• Standard totråds seriebuss med grensesnitt hjelper til å minimalisere forbindelsen mellom chips, det vil si, de foreliggende mindre kontakt og krever færre spor, noe som gjør kretskortene ikke er så kostbare og har en mye mindre størrelse.
• Fullt integrert I2C grensesnitt LCD1602 eller noen andre alternativ eliminerer behovet for å bruke adressen dekoder, samt andre eksterne grunne logikk.
• Den gir mulighet til å bruke samtidig flere ledende på en buss, som i vesentlig grad akselererer testing og etterfølgende justering av utstyret, ettersom bussen kan kobles til en datamaskin samlebåndet.
• Tilgjengelighet kompatibel med de chipsene i grensesnittet VSO, SO og spesialisert DIL-pakke kan redusere kravet til størrelsen på enheten.

Det er bare en kort liste over fordeler at ulike I2C grensesnitt LCD1602 og andre. Også kompatible chips kan signifikant øke fleksibiliteten i systemet brukes til å gi en svært enkel konstruksjon av ulike utstyrsvarianter, samt en relativt enkel oppgradering for ytterligere støtte på dagens nivå på utvikling. Således er det mulig å utvikle en hel familie av forskjellig utstyr, ved å bruke som en basis en viss basismodell.

Ytterligere av utstyr og utvidelse av dens funksjoner kan utføres via en standard forbindelse til bussen som svarer til chip ved hjelp av 2C-grensesnittet Arduino eller hvilket som helst annet av de tilgjengelige beholdningen. Hvis det er nødvendig for å oppnå større ROM, i hvilket tilfelle det vil være tilstrekkelig bare å velge en annen mikrokontroller som har en øket mengde av ROM. Siden oppdateres chip om nødvendig kunne erstatte de gamle, kan du enkelt legge til nye funksjoner til utstyr eller å øke det samlede resultatet av en konvensjonell skille allerede foreldet chips og videre erstatte dem med nyere utstyr.

ACCESS.bus

På grunn av det faktum at dekket har en to-tråds natur, og muligheten til å programmere adressering ACCESS.bus for en av de mest ideelle plattformene er nettopp I2C grensesnitt. Spesifikasjon (beskrivelsen i russisk er presentert i artikkelen), gjør denne anordning det en mye billigere alternativ til aktivt å bruke tidligere RS-232C grensesnitt for forbindelse mellom forskjellige enheter til datamaskiner ved hjelp av en standard benytter en fire-kontakt.

Introduksjon til spesifikasjonen

For avanserte applikasjoner 8-bit kontroll, som bruker mikrokontrollere, gir muligheten til å installere flere designkriterier:

• komplett system i de fleste tilfeller fordelaktig omfatter en mikrokontroller, og andre eksterne enheter, inkludert minne og flere inngangs / utgangsporter;
• den totale kostnaden for å kombinere de forskjellige innretninger skal ytterst minimalisert i et enkelt system;
• et system som er tiltrodd med kontrollfunksjoner, tilveiebringer ikke behovet for å gi høyhastighets dataoverføring;
• totale virkningsgrad er direkte avhengig av utstyr, så vel som arten av forbindelsesbussen.

Å utvikle systemet, fullt kompatibel med de ovennevnte kriteriene, må du bruke buss der I2C serielle grensesnittet som skal brukes. Til tross for at det er en seriell buss båndbredde parallell, det krever færre tilkoblinger og mindre kontakt chips. Vi bør ikke glemme det faktum at dekket inneholder ikke bare de ledningene, men også en rekke formater og prosedyrer som er nødvendige for å sikre kommunikasjon innenfor systemet.

Anordning for kommunikasjon som bruker en programvare-emulerings I2C grensesnitt eller dekket må ha en bestemt protokoll som tillater forskjellige muligheter PREEMPT kollisjon, tap eller blokkering av informasjon. I den raske enhetene må være i stand til å kontakte en langsom, og samtidig som systemet skal ikke være avhengig av det tilkoblede utstyr, som ellers alle forbedringer og modifikasjoner som ikke kan brukes. Det er også nødvendig å utvikle en metode som gjør det faktiske installere en bestemt enhet for tiden gir kontroll buss og til hvilken tid. I tillegg, hvis de forskjellige anordninger med forskjellig klokkefrekvens, er forbundet med den samme bussen, er det nødvendig å bestemme kilden til sin synkronisering. Alle disse kriteriene tilsvarende I2C grensesnitt for AVR og alle andre på denne listen.

Det grunnleggende konseptet

I2C buss kan støtte noen chip teknologien som brukes. Grensesnitt I2C LabVIEW og lignende det innebære bruk av to linjer for overføring av informasjon - og datasynkronisering. Enhver enhet som er koplet således detektert på grunn av en unik adresse, uavhengig av om det er en LCD-buffer, mikrokontrolleren, minne eller grensesnitt tastatur, og således kan operere som sender eller mottaker, avhengig av formålet som spesifikt dette utstyret er beregnet.

I de fleste tilfeller fordelaktig LCD-buffer er en standard mottaker, og minne kan ikke bare motta men også overføre ulike data. I tillegg kan prosessen med å flytte informasjonsenheter bli klassifisert som slave og master.

I dette tilfelle er anordningen kalt en hoved som innleder dataoverføringen og synkroniseringssignaler blir generert. I dette tilfellet, skal eventuelle adresserbare enheter vurderes i forhold til sine slaver.

I2C kommunikasjonsgrensesnitt gir for flere ledende, det vil si, er i stand til å koble seg til det mer enn en enhet i stand til styring av bussen. Muligheten til å bruke mer enn en mikrokontroller til et dekk viser at mer enn én vert kan sende til enhver tid. For å eliminere muligheten kaoset som risikerer oppstå når en slik situasjon oppstår, har vi utviklet en spesialisert voldgiftsprosedyre, som bruker I2C grensesnitt. Ekspandere og andre enheter sørger for tilkopling av apparater til bussen på den såkalte regel av sammenstillingen I.

Generering av taktsignalet er en plikt for master, og hver genererer sin egen signal under overføring av data, og videre det kan forandre bare i det tilfelle at det "trekker" langsom slave eller annen master når det skjer en kollisjon.

Generelle innstillinger

Som SCL, SDA og er toveis linjer som er koblet til en positiv strømkilde ved hjelp av pullup motstand. Når dekket er helt fri, er hver linje i en høy posisjon. Utgangs stadier av apparater som er koplet til bussen, må ha en åpent-avløp eller åpen-kollektor-funksjon som kan bli gitt gjennom monterings IM I2C grensesnittinformasjon kan overføres med en hastighet på ikke mer enn 400 kbit / s i den raske modus, mens i standardhastigheten mindre enn 100 kbit / s. Det totale antall enheter som kan samtidig er forbundet med bussen, avhenger bare av en parameter. Denne kapasiteten på linjen er ikke mer enn 400 pF.

bekreftelse

Bekreftelse er en obligatorisk prosedyre i dataoverføringen. Bly genererer et tilsvarende synkroniseringspuls, mens senderen frigjør SDA linje i løpet av den klokke som bekreftelse. Deretter må mottaker sikrer stabil oppbevaring SDA linje for høy klokke tilstand stabilt i den lave tilstand. I dette tilfellet er det nødvendig å ta hensyn til oppsett og hold.

I de fleste tilfeller en fordel adressert mottaker må nødvendigvis generere en erkjenner etter hvert fått byte, og det eneste unntaket her er kun de situasjoner hvor begynnelsen av sende inkluderer adresse Cbus.

Hvis slave mottakeren ikke er mulig å sende en bekreftelse på sin egen adresse, er det nødvendig å forlate datalinjen i en høy tilstand, og deretter tilrettelegger vil signalisere muligheten for å utstede "stop", som vil avbryte sendingen av all informasjon. Hvis adressen er bekreftet, men det kan ikke bli drevet i lang tid lenger godta data som fører bør også avbrytes ved å sende. For å gjøre dette, gjør slave ikke bekrefte neste mottatte byte og bare forlater datalinjen HØY, slik at master genererer et signal "Stopp".

Dersom videresending måten, sørger for en master-mottaker, i dette tilfellet, må han varsle ende av slave overføring utføres, og det er ikke bekreftet av de sist mottatte byte. I dette tilfelle kan den styrte senderen straks frigjøre datalinje for å lede kan produsere et signal "Stopp" eller repeterer signalet igjen på "Start".

For å sjekke tilgjengeligheten av utstyr, kan du prøve å angi standard eksempler på skisser for Arduino I2C grensesnitt, som på bildet ovenfor.

voldgift

Bly kan starte videresending informasjon når hele frigjøringen av dekket, men to eller flere ledende kan bruke generering av startsignalet på minimum oppholdstid. Dette fører til slutt til et klart signal "start" på bussen.

Arbeid utført på arbitrærbussen SDA disse øyeblikkene til SCL-bussen er i høy tilstand. Hvis en av de ledende begynner å sende datalinjen lav, men den andre - høy, så den sistnevnte er helt frakoblet fra det, fordi tilstanden til SDL er ikke hensiktsmessig høyere tilstand av sin forlengelse.

Videreføring av mekling kan utføres på flere biter. På grunn av det faktum at de første adresser overføres og deretter data, kan voldgift har en varighet frem til slutten av adressen, og om det vil bli tatt opp ved å lede den samme enheten, i dette tilfellet, vil ta del og ulike data i voldgift. På grunn av denne voldgiftsordning data ikke går tapt i en eventuell kollisjon.

Hvis hoved mister voldgift, i så fall kan det gi en synkronisering pulser SCL til slutten byte, og for hvilket tilgangs har gått tapt.