I2C интерфейс: описание на руски език

Модерните домакински уреди, промишлена електроника и различни далекосъобщителни устройства могат да се намерят доста често подобни решения, но продуктът може да бъде практически, свързани помежду си. Например, почти всяка система включва следното:

• някои "интелигентен" управляващо устройство, което е предимство в повечето случаи представлява единичен кристал микрокомпютър;
• единици с общо предназначение, като например LCD буфер, RAM, I / O портове, EEPROM или специализирани преобразуватели на данни;
• специфични компоненти, включително конфигурация цифрова схема и наслада за видео сигнали и радио.

Как да се оптимизира използването им?

За да се осигури най-ефективното използване на тези общи решения за дизайнерите на доходи и самите производители, както и да се повиши общото ниво на изпълнение на различни апарати и опростяване на веригата възли използвани, компанията Philips е заел с разработката една много проста двупроводна двупосочна шина, която осигурява най-продуктивните контрола mezhmikroskhemnoe. Този автобус осигурява трансфер на данни чрез интерфейса I2C.

За период от време, посочен от производителя включва повече от 150 CMOS и двуполюсни устройства, които са съвместими с I2C и са предназначени за извършване на работа в някоя от изброените категории. Трябва да се отбележи, че интерфейсът за I2C е първоначално построен във всички съвместими устройства, поради което те могат без никакви затруднения да комуникират един с друг с помощта на специален автобус. Чрез прилагането на този дизайн решение се оказа за решаване на доста голям брой проблеми сдвояване различните оборудването, което е доста характерно за обхвата на изграждане на цифрови системи.

Основните предимства

Дори и ако се вгледате в кратко описание на UART, SPI, I2C, можете да се подчертаят следните предимства на последните:

• За работа се нуждаете само две линии - синхронизация и данни. Всяко устройство, което е свързано с автобус, след това може да бъде разрешен от софтуера напълно уникален адрес. По всяко време, има една проста връзка, която позволява на водеща функция като майстор-майстор предавател или приемник.
• Този автобус предоставя възможността да има много домакини, които предоставят всички необходими инструменти за откриване на сблъсък и арбитраж, помага за предотвратяване на корупцията данни в случай, че две или повече от върха започва едновременно да предават информация. В стандартен режим осигурява само последователно осем-битов трансфер на данни със скорост не повече от 100 Kbit / сек, а в бърз режим, прагът може да се увеличи до четири пъти.
• Чиповете се използва специален вграден филтър, който ефективно потиска шипове и осигурява максимална целостта на данните.
• Максималният възможен брой чипове, които могат да бъдат свързани към един автобус е ограничен само от максималния си капацитет от 400 възможни PF.

Предимства за дизайнери

I2C интерфейс, както и всички съвместими чипове може значително да се ускори процеса на развитие, от функционална схема за окончателното му прототип. Трябва да се отбележи, че поради възможността от такива чипове се свързва директно с автобус, без да използвате всички видове допълнителна схема е предвидена стая за по-нататъшно усъвършенстване и промяна на системата прототип чрез изключване и свързване на различни устройства от автобуса.

Има много предимства, които определят интерфейса I2C. Описанието, по-специално, ви позволява да видите следните предимства за дизайнери:

• Блокове в функционалната схема напълно съответстват на чипове, и по този начин се осигурява достатъчно бърз преход от функционален принцип.
• Не е необходимо да се разработи автобусни интерфейси, защото гумата е интегрирана първоначално в специален чип.
• Интегрирана комуникация и справяне протоколи устройства позволява на системата да бъде напълно софтуер определено.
• Същия тип чипове могат да се използват, ако е необходимо в съвсем различни приложения.
• Общото време за развитие е значително намалено, се дължи на факта, че дизайнерите могат доста бързо да се запознаят с най-често използваните функционалните блокове, както и всички видове чипове.
• Ако желаете, можете да добавяте или премахвате чипове от системата, и то не е оказало влияние върху друго оборудване, свързано към една и съща автобуса.
• Общото време за разработка на софтуер може да бъде значително намалена, поради факта, че там е разрешено да използва библиотеката на многократно софтуерни модули.

В допълнение, следва да се отбележи изключително проста процедура за диагностика, за каквито и да било повреди и по-нататъшно отстраняване на грешки, който е различен интерфейс I2C. Описание казва, че ако е необходимо, можете да без проблеми веднага следите дори малки отклонения в работата на това оборудване, а оттам и да предприеме съответните мерки. Заслужава да се отбележи е, също така, че дизайнерите са предвидени специални решения, които по-специално са доста привлекателни за различни преносими съоръжения и системи, които осигуряват захранван с батерии, като се използва интерфейс I2C. на руски Описанието също така посочва, че прилагането му дава възможност за следните важни предимства:

• Достатъчно висока устойчивост на смущения случи.
• Изключително ниска консумация на енергия.
• Широка гама захранващо напрежение.
• Широк температурен диапазон.

Ползи за технолози

Заслужава да се отбележи, че не само дизайнери, но и технологията често съвсем наскоро започна да се използва специален интерфейс I2C. на руски описание показва доста широка гама от предимства, които са предвидени за тази категория специалисти:

• Standard двупроводна серийна шина с интерфейс помага да се намали връзката между чипове, което е, те представляват по-малко контакт и изисква по-малко писти, което прави печатни платки не са толкова скъпи и имат много по-малък размер.
• Напълно интегриран интерфейс I2C LCD1602 или някакъв друг вариант елиминира необходимостта да се използва адрес декодер, както и други външни плитка логиката.
• Това дава възможност да се използват едновременно няколко водещи върху автобус, което значително ускорява тестване и последваща настройка на оборудване, тъй като шина може да бъде свързан към компютър монтаж линия.
• Наличност съвместими с тези чипове в интерфейса VSO, ТАКА и специализирана DIL-пакет може значително да намали изискванията за размера на устройството.

Това е само кратък списък с ползите, които различен интерфейс I2C LCD1602 и др. Също така съвместими чипове могат значително да увеличат гъвкавостта на системата се използва за предоставяне на изключително проста конструкция на различни възможности за оборудване, както и сравнително лесен ъпгрейд за по-нататъшна подкрепа на сегашното ниво на развитие. Така, че е възможно да се развие цялото семейство на различно оборудване, като се използва за основа на определен базов модел.

Освен модернизация на оборудването и разширяването на нейните функции може да се извърши чрез стандартен връзка с автобус, съответстващ на чип с помощта на 2С интерфейс Arduino или всеки друг от наличните рекламни места. Ако е необходимо да се получи по-голяма ROM, в който случай ще бъде достатъчно само да изберете друг микроконтролер с повишено количество на ROM. От актуализирания чип, ако е необходимо може да се замени напълно старите, можете лесно да добавите нови функции на оборудването или за увеличаване на цялостното им представяне чрез конвенционален откачване вече остарели чипове и по-нататък да ги заменят с по-нова техника.

ACCESS.bus

Поради факта, че гумата е с двупроводна характер, както и способността да програмира справяне ACCESS.bus за един от най-идеални платформи е именно I2C интерфейс. Спецификация (описание на руски е представен в статията), това устройство го прави много по-евтина алтернатива кара активно да използвате по-рано RS-232C интерфейс за свързване на различни периферни устройства за компютри с помощта на стандартен използва четири-конектор.

Въведение в спецификацията

За напреднали приложения 8-битов контрол, които използват микроконтролери, предоставя възможност за инсталиране на няколко критерии за проектиране:

• цялостна система в повечето случаи изгодни включва микроконтролер и други периферни устройства, включително памет и различните входно / изходни портове;
• общите разходи за комбиниране на различните устройства, трябва да бъдат сведени до минимум изключително в рамките на една система;
• една система, която е натоварена с контролни функции, не предвижда необходимостта от осигуряване на високоскоростен пренос на данни;
• цялостната ефективност пряко зависи от оборудването, както и естеството на свързване на автобуса.

Да се разработи система, в пълно съответствие с посочените по-горе критерии, ще трябва да използвате в автобуса, в който сериен интерфейс I2C да се използва. Независимо от факта, че е налице последователна шина за трафик Успоредно с това той изисква по-малко връзки и по-малко контактни чипове. Ние не трябва да забравяме факта, че гумата включва не само свързващите проводници, но и най-различни формати и процедури, необходими за да се гарантира, комуникация в рамките на системата.

Устройство за комуникация, които използват интерфейс I2C софтуерна емулация или на гумата трябва да има специален протокол, който позволява различни възможности измести сблъсък, загуба или блокиране на информация. В бързите устройства трябва да бъде в състояние да се свържете с бавна, а в същото време системата не трябва да зависи от свързаното оборудване, тъй като не могат да се използват по друг начин всички подобрения и модификации. Също така е необходимо да се разработи процедура, чрез която действителните инсталиране, определено устройство в момента се осигурява контрол автобус и по кое време. Освен това, ако различните устройства, които имат различна тактова честота, са свързани с един и същ автобус, е необходимо да се определи източникът на нейната синхронизация. Всички тези критерии, съответстващи I2C интерфейс за AVR и всеки друг в този списък.

Основната концепция

I2C автобус може да подкрепи всеки чип технология, използвана. Интерфейс I2C LabVIEW и подобни го включва използването на два реда за прехвърляне на информация - и синхронизация на данни. Всяко устройство, свързано по този начин открива поради уникален адрес, независимо от това дали е LCD буфер, микроконтролер или памет интерфейс клавиатура, и по този начин може да действа като предавател или приемник, в зависимост от целта, за която специфично това оборудване е предназначено.

В повечето случаи изгоден LCD буфер е стандартен приемник, и паметта може не само да получават, но и да предава различни данни. Освен това, процесът на прехвърляне на информационни устройства могат да бъдат класифицирани като роб и господар.

В този случай, устройството се нарича майстор, който инициира предаването на данните и се генерират синхронизиращи сигнали. В този случай, всички адресируеми устройства се разглеждат във връзка с негови роби.

I2C интерфейс за комуникация предвижда няколко водещи, т.е. повече от едно устройство, способно контрол на автобуса е в състояние да се свърже с него. Възможността да се използва повече от един микроконтролер за гуми, показва, че повече от един хост може да се изпрати във всеки даден момент. За да се премахне потенциал хаоса, който рискува да се случи, когато възникне такава ситуация, ние разработихме специализирана арбитражна процедура, която използва интерфейса I2C. Разширители и други устройства осигуряват свързването на устройства за автобуса на т.нар върховенството на монтаж I.

Генериране на сигнала времето е задължение на капитана, и всеки си генерира сигнал по време на прехвърлянето на данни, а по-нататък може да се промени само в случай, че тя "дърпа" от бавното роба или друг господар, когато възникне сблъсък.

Общи настройки

Както SCL, SDA и са двупосочни линии, които са свързани към положителен източник на захранване чрез Pullup резистор. Когато гумата е напълно безплатно, всеки ред е на висока позиция. Етапите на изходни устройства, които са свързани към шината трябва да имат функция на открито източване или отворен колектор, който може да се осигури чрез монтаж на информацията за интерфейс IM I2C може да бъде предаден в размер на не повече от 400 Kbit / сек в бързо режим, а в стандартната скорост по-малко от 100 Kbit / сек. Общият брой на устройствата, които могат да бъдат свързани едновременно автобуса, зависи само от един параметър. Този капацитет на линията е не повече от 400 PF.

потвърждаване

Потвърждение задължителна процедура за преноса на данни. Водещият генерира съответния импулс синхронизация, докато предавателят освобождава SDA линия по време на този часовник за потвърждение. След това, на приемника трябва да осигури стабилна SDA задържане линия за високо часовник държавата стабилно в ниската държавата. В този случай, е необходимо да се вземат под внимание за настройка и задръжте.

В повечето случаи изгодна адресирано приемник трябва задължително да генерира признае след всяка получена байт, а единственото изключение тук са само тези ситуации, когато в началото на изпращане включва адрес CBUS.

Ако приемника с роби не е възможно да се изпраща потвърждение на собствения си адрес, е необходимо да напуснат тази линия във високо състояние, а след това водещият ще сигнализира възможността за издаване на "стоп", който ще прекъсне изпращането на цялата информация. Ако адресът е потвърден, но това не може да се управлява от дълго време вече приема никакви данни, които да доведат също трябва да се прекъсва чрез изпращане. За да направите това, робът не потвърждава следващия получи байт и просто оставя линията на данни с висока, така че капитанът генерира сигнал "Стоп".

Ако процедурата по пренасочване, предвиждат майстор-приемник, в този случай, той трябва да уведоми края на предаването с роби провежда, и то не се потвърждава от последното получено байт. В този случай, предавател роб незабавно да освободи линията за данни, за да доведе може да доведе до сигнал "Стоп", или се повтаря сигнала отново "Старт".

За да проверите наличността на оборудването, можете да опитате да влезете в стандартните образци на скици за интерфейса на Arduino I2C, като на снимката по-горе.

арбитраж

Водещият може да започне изпращането на информация едва след пълното освобождение на гумата, но две или повече водеща да прекарате генерирането на стартовия сигнал при минимално време за задържане. Това в крайна сметка води до определен сигнал "старт" в автобуса.

Работа, извършвана на арбитраж автобус SDA на тези моменти, докато SCL-автобус е във високата държавата. Ако една от водещите започва да предава информационната линия ниско, но от друга - високо, а след това последният е напълно изключен от нея, тъй като състоянието на SDL не е подходящо по-високо състояние на разширение му.

Продължаване на арбитража може да се извърши по няколко бита. Поради факта, че първите адреси се предават и след това данните, арбитраж може да бъде с продължителност до края на адреса, както и дали тя ще бъде разгледан от водещи едно и също устройство, в този случай, ще вземе участие и различни данни в арбитража. Поради тази арбитражна данни схема не се губи в случай на сблъсък.

Ако капитанът губи арбитраж, като в този случай тя може да издаде импулси за синхронизация SCL до крайния байт, и за които е загубил достъп.