I2C interface nga paghulagway sa Russian nga

Sa modernong mga appliances sa panimalay, industriya elektroniko ug nagkalainlain nga kahimanan sa telekomunikasyon, kasagaran mahimo nimo nga makit-an ang susama nga mga kasulbaran, bisan pa ang mga produkto mahimo nga halos walay kalabutan. Pananglitan, hapit tanang sistema naglakip sa mosunod:

• Ang usa ka "smart" control node, nga sa kadaghanan sa mga kaso usa ka single-chip microcomputer;
• Ang mga node sa kinatibuk-ang katuyoan sama sa mga buffer LCD, RAM, I / O ports, EEPROM o mga espesyalista nga data converter;
• Piho nga mga buko, lakip ang mga laraw alang sa digital tuning ug pagproseso sa signal alang sa video ug mga sistema sa radyo.

Sa unsa nga paagi nga ma-optimize ang ilang aplikasyon?

Aron mapadak-an ang paggamit sa mga komon nga mga solusyon alang sa kaayohan sa mga tigdesinyo ug mga tiggama sa ilang mga kaugalingon, ug aron mapalambo ang kinatibuk-ang paghimo sa nagkalain-laing kagamitan ug pagpayano sa circuitry nga gigamit, ang Philips naghimo sa iyang kaugalingon nga tumong sa pagpalambo sa usa ka yano nga duha ka wire nga bi-directional bus nga naghatag sa labing produktibo nga inter-microcircuit control. Kini nga bus naghatag ug data transfer pinaagi sa interface sa I2C.

Sa pagkakaron, ang gitas-on niining tiggama naglakip sa kapin 150 ka CMOS, ingon man mga bipolar nga mga kagamitan nga nahiuyon sa I2C ug gidisenyo nga magtrabaho sa bisan asa sa mga nakalista nga mga kategoriya. Kini kinahanglan nga matikdan nga ang I2C interface sa sinugdanan gitukod-sa sa tanan nga mga compatible nga mga gamit, nga tungod niini nga sila mahimo nga walay bisan unsa nga mga kalisud sa kanunay sa paghikap sa usag usa sa diha nga ang paggamit sa usa ka espesyal nga bus. Tungod sa paggamit sa ingon nga solusyon sa disenyo, posible nga masulbad ang usa ka igo nga gidaghanon sa mga problema sa pagsumpay sa nagkalain-laing kagamitan, nga kasagaran alang sa pagpalambo sa mga digital nga sistema.

Main nga mga bentaha

Bisag tan-awon nimo sa makadiyut ang paghulagway sa UART, SPI, I2C interface, mahimo nimong mailhan ang mosunod nga mga bentaha sa naulahi:

• Sa pagtrabaho, kinahanglan nimo ang duha ka mga linya - pag-synchronize ug data. Ang bisan unsang device nga nagkonektar sa ingon nga bus, sa umaabot mahimong maprograma aron matubag ang usa ka hingpit nga talagsaon nga address. Sa bisan unsang panahon, adunay usa ka yano nga relasyon nga nagtugot sa agalon sa pag-operate isip master transmitter o master receiver.
• Kini nga bus naghatag alang sa abilidad nga adunay ubay-ubay nga mga lider sa samang higayon, nga naghatag sa tanan nga gikinahanglan nga pamaagi sa pagtino sa mga bangga, ingon man arbitrasyon, nga nagtugot sa pagpugong sa data sa korapsyon sa panghitabo nga ang duha o labaw nga mga lider nagsugod sa pagdala sa dala nga impormasyon. Sa standard mode, ang serial serial nga walo ka bit ang gipasa sa usa ka gikusgon nga dili molabaw sa 100 kbit / s, ug sa kusog nga paagi kini nga threshold mahimong usbon upat ka pilo.
• Sa mga chips, gigamit ang usa ka espesyal nga built-in nga filter, nga epektibo nga nagapugong sa pagsabod ug pagsiguro sa maximum nga integridad sa data.
• Ang maximum nga posible nga gidaghanon sa mga chips nga mahimong konektado sa usa ka bus limitado lamang pinaagi sa pinakadako nga posible nga kapasidad nga 400 pF.

Mga bentaha alang sa mga tigdesinyo

Ang I2C interface, maingon man ang tanan nga compatible microcircuits, hinungdanon sa proseso sa pagpalambo, gikan sa functional diagram ngadto sa katapusan nga prototype. Kinahanglan nga mahibal-an nga tungod sa posibilidad nga magkonektar sa maong microcircuits diretso sa bus nga walay paggamit sa tanang posibleng dugang nga mga sirkito, adunay kasangkaran alang sa dugang nga modernisasyon ug pag-usab sa sistema sa prototype pinaagi sa pag-disconnecting ug pagkonekta sa nagkalain-laing mga gamit gikan sa bus.

Adunay daghang mga bentaha nga nagpalahi sa interface sa I2C. Ang paghulagway, sa partikular, nagtugot kanimo sa pagtan-aw sa mosunod nga mga bentaha alang sa mga tigdesinyo:

• Ang mga bloke sa functional diagram hingpit nga katumbas sa mga microcircuits, ug sa samang higayon usa ka igo nga kusog nga pagbalhin gikan sa buhatan ngadto sa prinsipal ang masiguro.
• Dili kinahanglan nga maugmad ang mga agianan sa bus, tungod kay ang bus naapil na sa mga espesyal nga chips.
• Ang mga komprehensibo nga mga protocol alang sa pagbalhin sa impormasyon ug pagtawag sa mga kagamitan nagtugot sa sistema nga mahimong makompleto ang programmable.
• Ang sama nga mga matang sa mga chips mahimo nga gamiton sa hingpit nga lain-laing mga aplikasyon kon gikinahanglan.
• Ang kinatibuk-ang panahon sa pag-uswag nagkunhod tungod sa kamatuoran nga ang mga tigdesinyo dali nga makaila sa labing kanunay nga gigamit nga mga bloke sa pag-gamit, ingon man sa tanang matang sa microcircuits.
• Kon gusto nimo, mahimo nimong idugang o kuhaon ang mga chips sa sistema, ug bisan dili kaayo impluwensya sa ubang mga kagamitan nga konektado sa usa ka bus.
• Ang kinatibuk-ang panahon sa pagpalambo sa software mahimong makunhuran pag-ayo tungod sa kamatuoran nga kini gitugotan sa paggamit sa librarya sa mga reusable software modules.

Lakip sa ubang mga butang, angay nga matala ang labing yano nga pamaagi sa pag-diagnose sa mga kapakyasan ug dugang nga debugging, nga lahi sa I2C interface. Ang paghubit nag-ingon nga, kung gikinahanglan, mahimo nimo nga masunod dayon bisan ang gagmay nga mga pagtipas sa operasyon sa maong mga ekipo nga walay bisan unsang kalisud ug, sa ingon, paghimo sa angay nga mga lakang. Mahinungdanon usab nga matikdan nga ang mga tigdesinyo makadawat ug espesyal nga mga solusyon, nga partikular nga madanihon alang sa nagkalain-laing portable nga ekipo ug sistema nga naghatag og power battery, gamit ang I2C interface. Ang paghulagway sa pinulongang Ruso nagpakita usab nga ang paggamit niini nagpaposible sa paghatag sa mosunod nga hinungdanong mga kaayohan:

• Ang usa ka igo nga taas nga ang-ang sa pagbatok sa bisan unsa nga hinungdan sa panghilabot.
• Hilabihan ka ubos nga konsumo sa enerhiya.
• Ang kinabag-ang suplay sa boltahe.
• Wide temperature range.

Kaayohan alang sa mga technologist

Kinahanglan nga matikdan nga dili lamang mga tigdesinyo, apan usab ang mga technologist nga bag-o pa lang nagsugod sa paggamit sa espesyal nga interface sa I2C. Ang paghulagway sa pinulongang Ruso nagpakita sa usa ka dako nga nagkalainlain nga mga merito nga gihatag niini nga kategoriya sa mga espesyalista:

• Ang usa ka standard two-wire serial bus nga adunay kini nga interface nagtugot sa pagpakunhod sa mga koneksyon tali sa mga microcircuits, nga mao, sila adunay mas diyutay nga mga kontak ug mas diyutay nga mga track, aron nga ang gipatik nga mga circuit boards mahimo nga dili kaayo mahal ug adunay mas gamay nga mga sukod.
• Ang hingpit nga integrated nga I2C interface LCD1602 o ang uban pang kapilian sa hingpit nagtangtang sa panginahanglan alang sa mga address decoder, ingon man usab sa uban pang panggawas nga gamay nga pangatarungan.
• Gihunahuna nga gamiton ang dungan nga mga host sa maong bus, nga sa ingon dali nga makapadali sa pagsulay ug kasunod nga pagsulbad sa mga ekipo, tungod kay ang bus mahimong konektado sa kompyuter sa linya sa pagpahiuli.
• Ang pagkabaton sa mga interfaces nga nahiuyon sa kini nga interface sa VSO, SO ug sa espesyal nga DIL-package nagtugot sa pagkunhod sa mga gikinahanglan alang sa gidak-on sa device.

Kini usa lamang ka mubo nga listahan sa mga bentaha nga nagpalahi sa interface sa I2C sa LCD1602 ug sa uban pa. Dugang pa, ang mga compatible nga mga chips nagtugot nga mahatagan og dugang ang kalig-on sa sistema nga gigamit, nga naghatag sa labing yano nga disenyo sa nagkalain-laing kagamitan nga mga kapilian, ingon man usab sa sayon ra nga pag-uswag sa dugang pagpaluyo sa pagpalambo sa modernong lebel. Busa, posible nga maugmad ang tibuok pamilya sa nagkalainlaing kagamitan, nga gigamit ingon basehan sa usa ka batakan nga modelo.

Ang dugang nga pag-upgrade sa ekipo ug pagpalapad sa iyang mga gimbuhaton mahimong ipatuman pinaagi sa usa ka standard nga koneksyon sa bus sa katugbang nga chip gamit ang Arduino 2C interface o ubang laing listahan nga anaa. Kung gikinahanglan ang mas dako nga ROM, nan kini nga kaso igo na nga mopili sa laing microcontroller nga adunay mas taas nga kapasidad sa ROM. Tungod kay ang bag-o nga mga chips, kon gikinahanglan, hingpit nga makapuli sa mga daan, ang usa mahimong dali nga makadugang sa bag-ong kabtangan sa mga ekipo o makadugang sa kinatibuk-ang performance niini pinaagi sa naandan nga pagkadugtong sa mga obsolete chips ug sa ilang dugang nga puli sa mas bag-ong kagamitan.

ACCESS.bus

Tungod sa kamatuoran nga ang bus adunay duha ka wire nga kinaiyahan, ug usab ang posibilidad sa pagsulbad sa programa, alang sa ACCESS.bus usa sa labing maayo nga mga plataporma mao ang I2C interface. Ang paghulagway (paghulagway sa pinulongang Ruso gipresentar sa artikulo) niini nga himan naghimo niini nga mas barato nga alternatibo sa aktibong paggamit nga RS-232C interface alang sa pagkonektar sa lainlaing mga peripheral ngadto sa mga computer gamit ang usa ka standard four-pin connector.

Pasiuna sa paghingalan

Alang sa modernong 8-bit nga pagkontrol nga mga aplikasyon nga naggamit sa microcontrollers, posible nga magtakda sa pipila ka sumbanan sa disenyo:

• Ang kompleto nga sistema sa kadaghanan sa mga kaso naglakip sa usa ka microcontroller ug uban pang mga peripheral devices, lakip ang memorya ug tanang matang sa I / O ports;
• Ang kinatibuk-ang gasto sa paghiusa sa nagkalainlain nga mga himan sulod sa usa ka sistema kinahanglan nga malikayan;
• Ang sistema nga gipiyalan sa mga gimbuhaton sa pagdumala wala magkinahanglan sa pagtagbo sa high-speed nga pagbalhin sa impormasyon;
• Ang kinatibuk-ang pagka-epektibo direkta nga nag-agad sa mga gamit nga gipili, ug usab sa kinaiyahan sa nagdugtong nga bus.

Aron maugmad ang usa ka sistema nga hingpit nga makatagbo sa nahisgutang criteria, kinahanglan nimo gamiton ang bus nga gamiton ang serial interface nga I2C. Bisan pa sa kamatuoran nga ang serial bus walay parallel bandwidth, kini nagkinahanglan sa mas diyutay nga koneksyon, ug mas menos ang mga contact sa chip. Sa samang higayon, ayaw kalimti nga ang bus naglakip dili lamang ang mga wiring nga nagkonektar, kondili usab ang nagkalain-laing pamaagi ug mga format nga gikinahanglan aron makahatag og komunikasyon sulod sa sistema.

Ang mga gamit alang sa komunikasyon gamit ang pag-emula sa software sa I2C o usa ka katugbang nga bus kinahanglan adunay usa ka piho nga protocol nga makapugong sa nagkalain-laing bangga, pagkawala o paghunong sa impormasyon. Ang mga himan sa pagpuasa kinahanglan makahimo sa pagpakigkomunikar sa mga hinay, ug ang sistema dili magsalig sa mga ekipo nga konektado niini, tungod kay kon dili ang tanang mga pagpaayo ug mga pag-usab dili mahimong gamiton. Gikinahanglan usab ang pagpalambo sa pamaagi kung diin kini posible nga mahibal-an kung hain nga device ang kasamtangan nga nagkontrolar sa bus ug sa unsang punto sa panahon. Dugang pa, kon ang nagkalainlain nga mga himan nga adunay nagkalainlain nga mga frequency sa orasan ang konektado sa sama nga bus, kinahanglan nimo nga mahibal-an ang tinubdan sa pagpahiangay niini. Ang tanan nga kini nga mga sumbanan katumbas sa interface sa I2C alang sa AVR ug sa uban nga gikan niini nga listahan.

Pangunang konsepto

Ang I2C bus makasuporta sa bisan unsang teknolohiya sa chip nga gigamit. Ang interface I2C LabVIEW ug uban pa susama niini naghatag alang sa paggamit sa duha ka mga linya alang sa pagbalhin sa kasayuran - data ug pag-synchronize. Ang bisan unsang device nga konektado niini nga paagi giila sa usa ka talagsaon nga address, bisan kung kini usa ka LCD buffer, microcontroller, memorya o keyboard interface, ug mahimong molihok ingon nga usa ka receiver o transmiter depende sa alang sa unsa nga katuyoan Gihimo kini nga kahimanan.

Sa kadaghanan sa mga kaso, ang LCD buffer usa ka standard receiver, ug ang memorya dili lamang makadawat kondili usab pagpasa sa nagkalain-laing mga datos. Lakip sa ubang mga butang, sa proseso sa paglihok sa kasayuran, ang mga instrumento mahimo nga mahimong mga ulipon ug mga panon.

Sa kini nga kaso, ang agalon gitawag nga lalang, nga nagpasiugda sa paghatud sa datos, ug naghimo usab og mga signal sa pag-synchronize. Sa samang higayon, ang bisan unsa nga mga himan nga tagaan ug tag-as nga mga lakang pagaisipon nga mga ulipon niini.

Ang interface sa komunikasyon sa I2C naghatag alang sa presensya sa pipila ka mga nanguna, nga mao, labaw pa sa usa ka device nga makahimo sa pagdumala sa bus, makahimo sa pagkonektar niini. Ang posibilidad sa paggamit sa labaw sa usa ka microcontroller sa usa ka bus nagpakita nga labaw pa kay sa usa ka agalon mahimong ipadala sa usa ka punto sa panahon. Aron mapapas ang mga potensyal nga kagubot, diin ang mga risgo nga makita sa panahon sa ingon nga sitwasyon, usa ka espesyal nga pamaagi sa arbitrasyon ang naugmad, nga naggamit sa interface sa I2C. Ang Expanders ug uban pang mga kahimanan naghatag alang sa sumpay nga mga himan ngadto sa bus pinaagi sa gitawag nga lagda sa pag-instalar I.

Ang pagmugna sa signal sa orasan mao ang responsibilidad sa agalon, ug ang matag usa kanila magpagawas sa kaugalingong signal sa panahon sa pagbalhin sa data, ug sa umaabot kini mahimong usbon lamang kung kini "gibira" sa hinay nga sulatanan sa ulipon o sa uban pang agalon sa panahon sa usa ka pagbangga.

Mga General Setting

Ang SCL ug SDA mao ang bi-directional nga mga linya nga konektado sa positibo nga tinubdan sa kuryente gamit ang pull-up resistor. Sa diha nga ang ligid libre, ang matag linya anaa sa taas nga posisyon. Ang mga yugto sa output sa mga lalang nga adunay koneksyon sa bus kinahanglan nga bukas o ablihan nga kolektor aron mahimo ang pag-edit nga gimbuhaton. Ang impormasyon pinaagi sa interface sa I2C mahimong ipasa sa usa ka gikusgon nga dili molapas sa 400 kbit / s sa fast mode, samtang ang standard speed Dili molapas sa 100 kbit / s. Ang kinatibuk-ang gidaghanon sa mga himan nga mahimong dungan nga konektado sa bus nag-agad lamang sa usa ka parameter. Kini ang kapasidad sa linya, nga dili sobra sa 400 pF.

Pagkumpirma

Ang pag-ila usa ka mandatory procedure sa proseso sa pagbalhin sa data. Ang master nagmugna og usa ka katugbang nga pulso nga pagsumpay, samtang ang transmitter nagpagawas sa linya sa SDA niining panahona isip usa ka kumpirmasyon. Human niini, ang receiver kinahanglang magsiguro nga ang usa ka ligal nga paghupot sa linya sa SDA atol sa usa ka taas nga kahimtang sa kasabay nga pulso sa usa ka estrikto nga kahimtang. Sa kini nga kaso, kinahanglang imong konsiderahon ang panahon sa pag-instalar ug retensyon.

Sa kadaghanan nga mga kaso, ang gipadala nga tigdawat kinahanglan kinahanglan nga makamugna sa pagkumpirma human sa matag dawat nga nadawat, ug ang bugtong eksepsyon dinhi mao ang mga sitwasyon diin ang pagsugod sa pakete naglakip sa CBUS address.

Kung ang ulipon nga tigdawat walay katakus nga magpadala sa pagkumpirma sa iyang kaugalingong address, gikinahanglan nga biyaan ang linya sa datos sa usa ka taas nga estado, ug human niana ang agalon makahimo sa pag-isyu sa usa ka "Stop" nga signal nga magapugong sa pagpadala sa tanang impormasyon. Kon ang adres gikumpirma na, apan ang ulipon dili na makakuha og dugang nga datos sulod sa dugay nga panahon, ang parcel kinahanglan usab nga mahunong. Sa paghimo niini, ang ulipon wala moila sa sunod nga nadawat nga byte ug yano nga gibiyaan ang linya sa datos sa taas nga estado, hinungdan nga ang agalon sa pagmugna og Stop signal.

Kon, sa pamaagi sa pagbalhin, usa ka master-receiver ang gihatag, nan sa maong kaso kinahanglan ipahibalo ang ulipon mahitungod sa katapusan sa transmission, ug kini gibuhat pinaagi sa dili pagkumpirma sa katapusan nga nadawat nga byte. Sa kini nga kaso, ang ulipon-transmitter diha-diha dayon nagpagawas sa data line aron ang agalon makapagawas sa usa ka "Stop" signal o pag-usab sa "Start" signal pag-usab.

Sa pagsusi sa mga anaa sa mga ekipo, kamo mahimo sa pagsulay sa pagsulod sa sumbanan nga mga ehemplo sa sketch alang sa interface Arduino I2C, ingon sa litrato sa ibabaw.

arbitrasyon

Ang tingga mahimong magsugod forwarding nga impormasyon lamang human sa bug-os nga kahilwayan sa ligid, apan sa duha o labaw pa nga nag-unang mahimo mogahin sa kaliwatan sa sa pagsugod signal sa minimum nga panahon paghawid. Kini sa katapusan modala ngadto sa usa ka tino nga signal "pagsugod" sa bus.

gidala gikan Buhat sa arbitrasyon bus Adventista mga higayon hangtud SCL-bus anaa sa hatag-as nga kahimtang. Kon ang usa sa mga nag-unang nagsugod sa pagpasa sa data nga linya ubos, apan ang uban nga mga - nga hatag-as, nan, ang ulahing mao ang bug-os nga bulag gikan niini, tungod kay ang estado sa SDL dili angay mas taas nga kahimtang sa iyang extension.

Pagpadayon sa arbitrasyon mahimong gihimo sa pipila ka tipik. Tungod sa sa kamatuoran nga ang unang mga pakigpulong sa mga transmitted ug unya data, arbitrasyon makabaton sa usa ka gidugayon hangtud sa katapusan sa address, ug kon kini nga gitumong sa nag-unang sa sama nga device, sa niini nga kaso, mokuha bahin ug nagkalain-laing mga data sa arbitrasyon. Tungod sa arbitrasyon niini nga pamaagi data wala nawad-an sa mga panghitabo sa bisan unsa nga mabangga.

Kon ang agalon mawad-an sa arbitrasyon, nga sa maong kahimtang kini mahimong isyu sa usa ka dungan pulses SCL sa katapusan Byte, ug alang sa nga access nga nawala.