I2C interfeysi: ruscha tushuntirish

Zamonaviy uy jihozlari, elektronika sanoati va turli telekommunikatsiya uskunalar tez-tez shu kabi echimlarni topish mumkin, lekin mahsulot deyarli bir-biriga ulanishi mumkin. Misol uchun, deyarli har bir tizimi quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• ko'p hollarda qulay hisoblanadi ma'lum "aqlli" nazorat birligi, bir kristalli mikrobilgisayar ifodalaydi;
• bunday LCD bufer, RAM, I / O portlari, EEPROM yoki maxsus ma'lumotlar Konverter sifatida umumiy maqsad birliklari;
• raqamli elektron konfiguratsion va video signallarining va radio uchun, bir davolash, shu jumladan, o'ziga xos qismlari.

Qanday foydalanishni optimallashtirish uchun?

foyda dizaynerlar va ishlab chiqaruvchilar o'zlari uchun bu umumiy yechimlari eng samarali foydalanishni ta'minlash uchun, shuningdek, turli apparat va ishlatiladigan elektron tugunlari soddalashtirish bajarish umumiy darajasini oshirish, kompaniya Philips eng samarali mezhmikroskhemnoe nazorat beradi juda oddiy, ikki-sim, ikki tomonlama avtobus rivojlantirish uchun yo'lga chiqdi. Bu avtobus bir beradi ma'lumotlar uzatish i2c interfeys orqali.

ishlab chiqaruvchi tomonidan belgilangan vaqt oralig'i uchun 150 dan ortiq CMOS va i2c bilan mos va aytib o'tilgan toifalardan har qanday ish yuritish uchun mo'ljallangan bo'ladi bipolyar qurilmalar o'z ichiga oladi. Bu i2c interfeysi dastlab bir-biriga maxsus avtobus yordamida bilan muloqot qilish uchun har qanday qiyinchiliklarga holda ular jon barcha mos qurilmalar, ichiga qurilgan, deb ta'kidlash lozim. bu dizayn hal qo'llash orqali raqamli tizimlarini rivojlantirish doirasi juda xarakterlidir turli uskunalar bilan bog'lagandan muammolar juda bir qator hal chiqdi.

asosiy afzalliklari

Agar UART, SPI, i2c qisqa ta'rifi nazar bo'lsa ham, siz ikkinchi quyidagi afzalliklarga ta'kidlash mumkin:

• sinxronlashtirish va ma'lumotlarni - ish uchun faqat ikki satr kerak. Bir avtobus ulangan har qanday qurilma, keyinchalik butunlay dasturiy noyob manzili orqali murojaat qilish mumkin. har qanday vaqtda, master-master beruvchi yoki oluvchidan sifatida etakchi vazifasini beradi oddiy munosabatlar, bor.
• Bu avtobus to'qnashuvi aniqlash va arbitraj uchun barcha zarur vositalarni taqdim necha askarlarini, bor imkonini beradi, ikki yoki yuqori yanada bir vaqtning o'zida ma'lumotlarni uzatish uchun boshlaydi, voqea ma'lumotlar korruptsiyani oldini olishga yordam beradi. standart rejimda emas 100 dan ortiq kbit / s tezlik faqat keyingi sakkiz-bit ma'lumotlar uzatish beradi, va tez rejimida, ostona to'rt marta oshirish mumkin.
• chips samarali tishchalarni bostiradi va maksimal ma'lumotlar yaxlitligini ta'minlaydi filtr barpo-maxsus foydalaning.
• Bir avtobus ulangan bo'lishi mumkin chiplari maksimal soni faqat 400 PF uning maksimal mumkin quvvati bilan cheklangan.

dizaynerlar uchun afzalliklari

I2c interfeysi, shuningdek, barcha mos chips sezilarli darajada yakuniy prototip uchun funktsional pallasida, rivojlanish jarayonini tezlashtirish mumkin. Bunday chiplari imkoniyati qo'shimcha davrlari har xil yordamida holda avtobusda, to'g'ridan-to'g'ri ulanish tufayli yanada oshirish uchun xona taqdim va uzilishi va avtobus turli xil qurilmalar ulab prototipi tizimi o'zgartirish, deb ta'kidlash lozim.

I2c interfeysi belgilangan afzalliklari ko'p bor. Tavsif, xususan, siz dizaynerlar uchun quyidagi afzalliklarga ko'rish imkonini beradi:

• bloklarning funktsional diagrammasi to'liq chiplar mos, va shunday qilib, bir funktsional tamoyili dan etarlicha tez o'tishni ta'minlaydi.
• balon dastlab bir maxsus elektron chip bilan integratsiya qilingan, chunki avtobus interfeyslarni rivojlantirish uchun hech qanday ehtiyoj bor.
• Integratsiyalangan aloqa va asboblar hal protokollar tizimi to'liq dasturiy ta'minot belgilangan imkonini beradi.
• chiplari shu turdagi butunlay turli dasturlarga agar zarur foydalanish mumkin.
• umumiy rivojlanish vaqti sezilarli darajada tufayli dizaynerlar juda tez eng ko'p ishlatiladigan funktsiya bloklari bilan tanish, shuningdek, chiplar barcha turlari bo'lishi mumkin, deb aslida uchun kamayadi.
• Kerakli bo'lsangiz, qo'shish yoki tizimdan chiplari olib tashlash, va u shu avtobusda ulangan boshqa uskunalar ko'p ta'sir emas mumkin.
• umumiy dasturiy ta'minot ishlab chiqish vaqti sezilarli darajada tufayli qayta foydalanish mumkin dastur modullarini kutubxona foydalanish yo'l, deb aslida kamaytirish mumkin.

Bundan tashqari, u turli i2c interfeysi har qanday muvaffaqiyatsizliklar va yanada sozlash uchun juda oddiy diyagnoz tartib, diqqatga sazovor. Tavsif zarur bo'lsa, hech qanday qiyinchilik holda darhol bunday uskunalarni ishga ham kichik chetga kuzatish va, binobarin, tegishli chora-tadbirlar qabul qilishi mumkin, deydi. Shuningdek ta'kidlash joizki dizaynerlar i2c interfeysi yordamida, xususan, portativ uskunalarni va batareya quvvat bilan ta'minlash tizimlarini turli ancha jozibador bo'ladi, maxsus echimlar taqdim qilgan bo'ladi. Rus tilida bayon ham dastur quyidagi muhim afzalliklari beradi, deb ishora:

• har qanday buzilishi uchun etarli darajada yuqori qarshilik sodir bo'ladi.
• Juda kam energiya iste'moli.
• Keng besleme kuchlanish oralig'i.
• Keng harorat oralig'ida.

texnologlari uchun foydalari

Bu nafaqat dizaynerlar joizki, balki texnologiya ko'pincha juda yaqinda bir bag'ishlangan i2c interfeysi foydalanish boshlandi. Rossiya tavsifini mutaxassislar ushbu turkumga kiruvchi uchun taqdim etiladi afzalliklari, bir juda keng bildiradi:

• interfeys bilan Standard ikki-sim serial avtobus ular kamroq aloqani taqdim, ya'ni, chiplari o'rtasidagi aloqani kamaytirish uchun yordam beradi va bosilgan elektron platalar deb qimmat emas va juda ham kichik hajmi bor qilish, kam treklarni talab qiladi.
• To'liq integratsiyalashgan i2c interfeysi LCD1602 yoki boshqa variant manzili dekoderi, shuningdek boshqa tashqi sayoz mantiq foydalanish zarurligini yo'q.
• Bu avtobus kompyuter yig'uv liniyasi ulangan bo'lishi mumkin, chunki sezilarli darajada, test va uskunalar keyingi tuzatishlarni tezlashtiradi avtobus, ustiga bir vaqtning o'zida etakchi bir necha foydalanish imkonini beradi.
• interfeysi vso o'sha chiplari bilan mos mavjudligi, SO va ixtisoslashtirilgan DIL-paketi sezilarli qurilma hajmiga talablariga kamaytirish mumkin.

Bu turli i2c interfeysi LCD1602 va boshqalar foydalari faqat qisqa ro'yxati. Shuningdek mos chips sezilarli darajada turli uskunalar variantlari juda oddiy qurish, shuningdek, rivojlanishning hozirgi darajasida yanada qo'llab-quvvatlash uchun nisbatan qulay yangilash ta'minlash uchun foydalaniladigan tizimi moslashuvchan oshirish mumkin. Shunday qilib, u asos sifatida ma'lum tayanch modelini foydalanib, turli uskunalar, butun oila rivojlantirish mumkin.

uskunalar va uning vazifalarini kengaytirish yanada modernizatsiya 2C interfeysi Arduino yoki mavjud inventarizatsiyadan boshqa har qanday yordamida jip mos avtobus uchun standart ulanish orqali amalga oshirilishi mumkin. katta-ROM olish uchun zarur bo'lsa, bu holda u ROM miqdorida bo'lgan boshqa mikro tanlash uchun faqat etarli bo'ladi. to'liq eski o'rniga ega zarur bo'lsa, yangilangan yonga boshlab, osongina uskunalar uchun yangi imkoniyatlar qo'shish mumkin yoki yangi asbob-uskunalar bilan ularni o'rnini yanada an'anaviy, bir chiqib ketish allaqachon eskirgan chips, uning umumiy ish faoliyatini oshirish va.

ACCESS.bus

Tufayli buzilib qolgan bir ikki-sim tabiati, va eng ideal platformalaridan biri uchun ACCESS.bus hal dasturlashingiz qobiliyatiga ega ekanligiga aniq i2c interfeysi. Spetsifikatsiyasi (rus tilida bayon maqolada keltirilgan), bu qurilma faol standartini yordamida kompyuter uchun turli tashqi qurilmalarni ulash uchun ilgari RS-232C interfeysi foydalanish uchun juda arzon muqobil qiladi to'rt tegi linkni ishlatib.

xususiyatiga Kirish

Microcontrollers foydalanish ilg'or ilovalar 8-bit nazorat qilish uchun, bir necha dizayn mezonlarini o'rnatish imkonini beradi:

• qulay ko'p hollarda to'liq tizimi uchun mikro va boshqa o'z ichiga oladi atrof-muhit birliklarni xotira va turli Kirish / chiqish portlar, jumladan,;
• turli qurilmalarni birlashtirib umumiy qiymati juda yagona tizim doirasida minimal bo'lishi kerak;
• nazorat qilish vazifalari bilan yuklatilgan bir tizimi, yuqori tezlikda ma'lumotlar uzatish ta'minlash zarurligiga uchun bermaydi;
• umumiy samaradorligi bevosita asbob-uskunalar, shuningdek, bog'lovchi avtobus tabiatiga bog'liq bo'ladi.

Yuqorida mezonlar bilan to'la mos tizimini rivojlantirish uchun, siz i2c serial interfeysi foydalanish uchun qaysi avtobusga ishlatish kerak. bir serial avtobus bandwidth parallel bor qaramay, u kam ulanish va kam aloqa chips talab qiladi. Biz plastik tizimi doirasida axborot vositalari bilan ta'minlash ulanish simlar, balki shakllari va zarur, turli muolajalar nafaqat o'z ichiga oladi haqiqatni unutmaslik kerak.

Agar dasturiy ta'minot o'xshatish i2c interfeysi yoki plastik foydalanib muloqot uchun Device turli imkoniyatlari to'qnashuvi, zarar yoki to'sib ma'lumot preempt beradi muayyan protokol bo'lishi kerak. tez qurilmalar bir sekin murojaat qilish imkoniyatiga ega bo'lishi kerak, aks holda, barcha yaxshilashlar va o'zgartirishlar foydalanish mumkin emas, deb bir vaqtning o'zida tizimi, ulangan uskunalar bog'liq bo'lmasligi kerak. Bu haqiqiy, muayyan qurilma ayni paytda nazorat avtobus beradi va qanday paytda o'rnatish qaysi tartibini ishlab chiqish, shuningdek, zarur. turli soat chastotasini ega turli qurilmalar, shu avtobusda ulangan bo'lsa Bundan tashqari, uning sinxronlashtirish manbasini aniqlash uchun zarur. I2c AVR uchun interfeysi va bu ro'yxatda har qanday boshqa tegishli bu mezonlar barcha.

asosiy tushuncha

I2c avtobus ishlatiladigan har qanday chip texnologiya qo'llab-quvvatlash mumkin. va ma'lumotlar sinxronlash - Interface i2c LabVIEW va shunga o'xshash u ma'lumotlarni uzatish uchun, ikki liniyalari foydalanishga jalb. tufayli noyob manzilga shunday ulangan aniqlangan har qanday qurilma, qat'i nazar, u maqsadiga qarab, beruvchi yoki oluvchidan sifatida faoliyat ko'rsatishi mumkin, shunday qilib LCD bufer, mikrokontroller, xotira yoki interfeysi klaviatura, va nazar, buning uchun maxsus bu uskunalar mo'ljallangan.

ko'p hollarda foydali LCD bufer standart qabul qiluvchidir, va xotira qabul balki turli ma'lumotlarni uzatish mumkin emas, balki faqat. Bundan tashqari, axborot qurilmalar ko'chirish jarayonini qul bilan xo'jasi deb tasniflangan mumkin.

Bu holda, qurilma ma'lumotlarni uzatish boshlab va sinxronlashtirish signallari hosil qilingan bir ustani deyiladi. Bu holda, har qanday manzilini qurilmalar bandalariga nisbatan deb hisoblanadi.

I2c aloqa interfeysi etakchi, ya'ni, avtobus nazorat qila oladigan bir necha qurilma unga ulanish uchun qodir bir necha uchun beradi. bir Tir bir necha mikro foydalanish qobiliyati bir necha xo'jayin har qanday vaqtda yuborish mumkin ekanligini ko'rsatadi. Bunday vaziyat paydo solayotgan xavf salohiyati tartibsizlik bartaraf etish, biz i2c interfeysi foydalanadi ixtisoslashtirilgan arbitraj tartibini, ishlab chiqilgan. Kengaytirish va boshqa qurilmalar montaj I. deb atalmish qoida haqida avtobusga qurilmalar ulash uchun taqdim

Vaqt uzatish generasiyasi ustasi burchidir, va har bir ma'lumot uzatish paytida o'z signali ishlab chiqaradi, va u faqat bir to'qnashuv sodir bo'lsa u sekin qul yoki yana bir mahorat "tortadi" tadbirda o'zgartirishingiz mumkin yanada.

Umumiy sozlash

va SCL, SDA sifatida pullup qarshilik orqali ijobiy quvvat manbaiga ulangan, ikki tomonlama chiziqlar bo'ladi. balon mutlaqo bepul bo'lsa, har bir chiziq yuqori holatda bo'ladi. avtobus ulangan qurilmalar chiqish bosqichlari, Fast rejimida ko'pi 400 kbit / s tezlikda uzatiladi mumkin i2c interfeys orqali o'rnatish I. axborot vazifalarini ta'minlash mumkin ochiq drenaj yoki ochiq kollektor bo'lishi kerak standart tezlik esa kamida 100 kbit / s. bir vaqtning o'zida avtobus ulangan bo'lishi mumkin qurilmalar umumiy soni, faqat bitta parametr bog'liq. liniyasi bu quvvati 400 dan ortiq PF emas.

tasdiq

Tasdiqlash ma'lumotlar uzatish bir majburiy tartibi hisoblanadi. uzatuvchi tasdig'i sifatida shuni soat davomida SDA liniyasi relizlar esa qo'rg'oshin, bir mos sinxronizatsiya puls ishlab. Shundan so'ng, qabul qiluvchi kam davlat barqaror yuqori soat davlat uchun barqaror saqlash SDA liniyasi ta'minlash kerak. Bu holda, u hisobga O'rnatishni olish va ushlab turing zarur.

ko'p hollarda foydali murojaat qabul qilish, albatta, har bir qabul bayt keyin tan ishlab kerak, va bu erda faqat istisno faqat yuborish boshlanishi manzili CBUS o'z ichiga oladi o'sha vaziyatlar bor.

qul qabul qilish o'z manzili tasdiq yuborish mumkin bo'lmasa, u yuqori davlat ma'lumotlar chiziq tark qilish kerak, va keyin trener barcha ma'lumotlar yuborish xalaqit beradi, "stop" berish ehtimoli bilsa bo'ladi. manzili tasdiqlangan, lekin u uzoq vaqt davomida gijgijlash mumkin bo'lmasa uzoq, shuningdek yuborib so'zini lozim sabab har qanday ma'lumotlar qabul. Buning uchun, qul Keyingi qabul bayt tasdiqlash emas va mahorat signal "Stop" shakllantiradi, shunday qilib, faqat, ma'lumotlar chiziq baland qilur.

ekspeditorlik tartibi, master-qabul qilish uchun taqdim bo'lsa, bu holda, u o'tkazilgan qul uzatish oxirini xabardor kerak, va u so'nggi olingan bayt tomonidan tasdiqlangan emas. Bu holda, qul uzatuvchi darhol yana "Ishga tushirish" signal signal ishlab chiqarish "Stop" yoki takrorlash mumkin kelishi uchun ma'lumot liniyasi ozod.

uskunalar mavjudligi tekshirish uchun, siz yuqorida foto kabi, Arduino i2c interfeysi lavhalar standart misollar kirishga harakat qilib ko'rishingiz mumkin.

arbitraj

Qo'rg'oshin faqat buzilib to'liq ozod keyin ekspeditorlik ma'lumot boshlash mumkin, lekin ikki yoki undan ko'p yetakchi minimal saqlash vaqtda start signal avlodni sarflash mumkin. Bu oxir-oqibat avtobusda bir aniq signal "start" olib keladi.

SCL-avtobus yuqori holiga kelguniga qadar Ish arbitraj avtobus SDA kuni o'sha daqiqalarni amalga oshiriladi. etakchi biri kam ma'lumotlar chiziq uzatish boshlanadi, lekin boshqa bo'lsa - SDL davlat uning uzaytirilishi oliy tegishli davlat emas, chunki yuqori, keyin ikkinchi, undan butunlay ajraladi.

Hakamlik davomi necha bit ustida amalga oshirilishi mumkin. Tufayli birinchi manzillar keyin ma'lumotlarni uzatiladi va ekanligiga, hakamlik manzili oxirigacha bir davomiyligini bo'lishi mumkin, va u shu qurilma etakchi murojaat qilinadi bo'lsa, bu holda, arbitraj ishtirok va turli ma'lumotlar oladi. Chunki bu arbitraj sxemasi ma'lumotlar har qanday to'qnashuv sodir yo'qolgan emas.

master hakamlik yo'qotadi bo'lsa, bu holda u oxirgi bayt uchun sinxronizatsiya urishlar SCL chiqarishi mumkin, va buning uchun uzildi kirish.