I2C interface paglalarawan sa Russian

Ang mga modernong appliances sambahayan, pang-industriya electronics at iba't-ibang telecommunication equipment maaaring matagpuan medyo madalas katulad na mga solusyon, ngunit ang produkto ay maaaring maging halos konektado sa bawat isa. Halimbawa, halos lahat ng system ay kinabibilangan ng mga sumusunod:

• tiyak na "matalinong" control unit, na kung saan ay makabubuti sa karamihan ng mga kaso ay kumakatawan sa isang solong kristal microcomputer;
• pangkalahatang layunin unit gaya ng isang LCD buffer, RAM, I / O port, EEPROM o specialized data converter;
• tiyak na mga sangkap, kabilang ang mga digital na circuit configuration at isang itinuturing para sa mga signal ng video at radyo.

Paano upang i-optimize ang kanilang paggamit?

Para masiguro ang pinaka-mahusay na paggamit ng mga pangkalahatang mga solusyon para sa kapakinabangan designer at mga producer ang kanilang mga sarili, pati na rin upang madagdagan ang pangkalahatang antas ng pagganap ng iba't-ibang mga patakaran ng pamahalaan at pagpapagaan ng circuit nodes ginagamit, ang kumpanya Philips set out upang bumuo ng isang napaka-simpleng dalawang-wire bidirectional bus na nagbibigay ng ang pinaka-produktibong mezhmikroskhemnoe control. bus na ito ay nagbibigay ng data transfer sa pamamagitan ng I2C interface.

Upang hanay ng petsa na tinukoy sa pamamagitan ng tagagawa kabilang ang higit sa 150 CMOS at bipolar aparato na ay magkatugma sa I2C at inilaan para sa pagsasagawa ng trabaho sa alinman sa mga enumerated mga kategorya. Dapat ito ay nabanggit na ang I2C interface ay una na binuo sa lahat ng mga katugmang aparato, dahil sa kung saan maaari nilang walang anumang kahirapan upang makipag-usap sa bawat isa gamit ang isang espesyal bus. Sa pamamagitan ng aplikasyon ng mga solusyon disenyo na ito ay naka-out upang malutas ganap ng isang bilang ng mga problema sa pagpapares ang iba't-ibang mga kagamitan na ay lubos na katangian ng ang saklaw ng pag-unlad ng mga digital na mga sistema.

Ang pangunahing bentahe

Kahit na tumingin ka sa isang maikling paglalarawan ng UART, SPI, I2C, maaari mong i-highlight ang mga sumusunod na kalamangan ng huli:

• Para sa trabaho kailangan mo lamang ng dalawang linya - pag-synchronize at data. Ang anumang aparato na ay konektado sa isang bus, maaaring magkakasunod na naka-address sa pamamagitan ng mga software ganap na natatanging address. Sa anumang oras, may ay isang simpleng relasyon, na kung saan ay nagbibigay-daan sa mga nangungunang pag-andar bilang ang master-master transmiter o receiver.
• bus na ito ay nagbibigay ng kakayahan upang magkaroon ng maramihang mga nagho-host, na nagbibigay ng lahat ng kinakailangang mga kasangkapan para sa banggaan detection at arbitrasyon, tumutulong maiwasan ang katiwalian ng data sa kaganapan na dalawa o higit pang mga nangungunang mga nagsisimula upang sabay-sabay magpadala ng impormasyon. Sa karaniwang mode ay nagbibigay lamang ng sunud-walong-bit data transfer sa isang rate ng hindi hihigit sa 100 kbit / s, at sa mabilis na mode, ang threshold ay maaaring nadagdagan sa apat na beses.
• Ang chips gumamit ng isang espesyal na built-in na filter na epektibong suppresses spike at tinitiyak maximum na integridad ng data.
• Ang maximum na posibleng bilang ng mga chips na maaaring konektado sa isa bus ay limitado lamang sa kanyang pinakamataas na posibleng kapasidad ng 400 pF.

Kalamangan para sa designer

I2C interface, pati na rin ang lahat ng mga compatible chips ay maaaring makabuluhang mapabilis ang proseso ng pag-unlad, mula sa functional circuit sa kanyang final prototype. Dapat ito ay nabanggit na dahil sa ang posibilidad ng naturang chip direktang kumonekta sa bus nang hindi gumagamit ng lahat ng mga uri ng mga karagdagang circuitry ay ibinigay room para sa karagdagang pag-upgrade at pagbabago ng isang prototype system sa pamamagitan ng disconnecting at sa pagkonekta sa iba't-ibang mga aparato mula sa mga bus.

Mayroong maraming mga pakinabang na i-set ang I2C interface. Ang pagsasalarawan, sa partikular, ay nagbibigay-daan sa iyo upang makita ang mga sumusunod na kalamangan sa mga designer:

• Mga bloke sa ang functional diagram ganap na tumutugma sa chip, at sa gayon ay nagsisiguro ng isang sapat na mabilis na paglipat mula sa isang functional prinsipyo.
• May ay hindi na kailangan upang bumuo ng bus interface, dahil ang gulong ay sa una isinama sa isang espesyal na chip.
• Integrated komunikasyon at pagtugon sa mga protocol ng mga aparato ay nagpapahintulot sa system upang ganap na software tinukoy.
• Ang parehong mga uri ng mga chips ay maaaring gamitin kung kinakailangan sa ganap na naiibang mga application.
• Ang kabuuang oras na pag-unlad ay makabuluhang nabawasan dahil sa ang katunayan na ang mga designers ay maaaring lubos na mabilis na naging pamilyar sa mga pinaka-madalas na ginagamit function na bloke, pati na rin ang lahat ng uri ng mga chips.
• Kung ninanais, maaari mong idagdag o alisin ang mga chips mula sa system, at hindi ito gaanong epekto sa iba pang mga kagamitan konektado sa parehong bus.
• Ang kabuuang oras na software development ay maaaring makabuluhang bawasan dahil sa ang katunayan na ang pinapayagang gumamit ng isang library ng mga magagamit muli module ng software.

Sa karagdagan, ito ay nagkakahalaga ng pagpuna isang lubhang simpleng diagnostic pamamaraan para sa anumang pagkabigo at karagdagang pag-debug, na kung saan ay naiiba I2C interface. Paglalarawan nagsasabi na kung kinakailangan, maaari mo nang walang anumang kahirapan agad na subaybayan ang kahit menor de edad deviations sa operasyon ng naturang mga kagamitan at, dahil dito, magsasagawa ng naaangkop na mga panukala. Gayundin nagkakahalaga noting ay na ang mga designer ay may ibinigay espesyal na mga solusyon, na kung saan, sa partikular, ay lubos na kaakit-akit para sa isang iba't ibang mga portable kagamitan at mga sistema na nagbibigay ng baterya-pinapatakbo, gamit ang I2C interface. sa Russian paglalarawan din points out na ang application ay nagbibigay-daan para sa mga sumusunod na mahalagang kalamangan:

• Sapat na mataas na pagtutol sa anumang gulo nangyayari.
• Labis na mababa kapangyarihan consumption.
• Malapad na supply voltage range.
• Ang isang malawak na hanay ng temperatura.

Benepisyo para sa technologist

Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna na hindi lamang designer, ngunit din ang teknolohiya ay madalas medyo kamakailan na nagsimula na gumamit ng isang nakatuong I2C interface. sa Russian paglalarawan ay nagpapahiwatig ng isang medyo malawak na hanay ng mga pakinabang, na kung saan ay ibinigay sa kategoryang ito ng mga propesyonal:

• Standard two-wire serial bus na may interface ay tumutulong upang mabawasan ang mga koneksyon sa pagitan ng chips, iyon ay, nagpapakita ang mga ito ng mas kaunting contact at nangangailangan ng mas kaunting mga track, paggawa ng naka-print na circuit boards ay hindi bilang mahal at magkaroon ng isang mas maliit na sukat.
• Ganap na isinama I2C interface LCD1602 o ilang iba pang pagpipilian ay nag-aalis ang kailangan upang gamitin ang address decoder, pati na rin ang iba pang mga panlabas na mababaw na logic.
• Ito ay nagbibigay ng kakayahan upang gamitin nang sabay-sabay ilang mga nangungunang papunta sa isang bus, kung saan malaki accelerates testing at kasunod na pag-aayos ng mga kagamitan, dahil ang bus ay maaaring konektado sa isang computer assembly line.
• Availability katugma sa mga chips sa interface VSO, KAYA at specialized DIL-package ay maaaring makabuluhang bawasan ang mga kinakailangan sa laki ng aparato.

Ito ay lamang ng isang maikling listahan ng mga benepisyo na ang iba't ibang I2C interface LCD1602 at iba pa. Gayundin compatible chips ay maaaring makabuluhang taasan ang kakayahang umangkop ng system na ginagamit upang magbigay ng isang lubhang simpleng konstruksiyon ng mga iba't-ibang mga pagpipilian sa kagamitan, pati na rin ang isang relatibong madaling pag-upgrade para sa karagdagang suporta sa kasalukuyang antas ng pag-unlad. Kaya, ito ay posible upang bumuo ng isang buong pamilya ng iba't ibang mga kagamitan, ang paggamit ng bilang isang batayan ng isang tiyak na base modelo.

Ang karagdagang modernization ng mga kagamitan at ang paglawak ng kanyang mga function ay maaaring natupad sa pamamagitan ng isang standard na koneksyon sa bus naaayon sa chip gamit ang 2C interface Arduino o anumang iba pang mga magagamit na imbentaryo. Kung kinakailangan upang makakuha ng mas malawak ROM, kung saan ito ay magiging sapat lamang upang pumili ng isa pang microcontroller pagkakaroon ng mas mataas na halaga ng ROM. Dahil ang update chip kung kinakailangan magagawang ganap na palitan ang mga luma na, maaari mong madaling magdagdag ng mga bagong tampok sa mga kagamitan o upang madagdagan ang kabuuang pagganap sa pamamagitan ng isang maginoo disconnecting naka-lipas na chips at karagdagang pagpapalit sa kanila na may mas bagong kagamitan.

ACCESS.bus

Dahil sa ang katunayan na ang mga gulong ay may isang dalawang-wire likas na katangian ng, at ang kakayahan sa programa pagtugon ACCESS.bus para sa isa sa mga pinaka-ideal na platform ay tiyak I2C interface. Specification (paglalarawan sa Russian ay iniharap sa artikulo), aparato na ito ay gumagawa ito ng isang mas mura alternatibo sa aktibong gumamit ng mas maaga RS-232C interface para sa pagkonekta iba't-ibang mga Peripheral sa computer gamit ang isang standard ay gumagamit ng apat na connector.

Panimula sa ang pagtutukoy

Para sa mga advanced aplikasyon 8-bit control, na gumagamit ng microcontrollers, ay nagbibigay ng kakayahan upang i-install ang ilang mga pamantayan disenyo:

• kumpletong sistema sa karamihan ng mga kaso may pakinabang ay nagsasama ng isang microcontroller at iba pang mga peripheral, kabilang ang memory at iba't-ibang input / output port;
• ang kabuuang halaga ng pagsasama-sama ng iba't-ibang mga aparato ay dapat na lubos na nai-minimize sa loob ng iisang system;
• isang sistema na ay ipinagkatiwala sa control function, ay hindi nagbibigay ng para sa mga pangangailangan upang magbigay ng mataas na bilis ng data paghahatid;
• pangkalahatang kahusayan ng direkta ay depende sa kagamitan, pati na rin ang likas na katangian ng pagkonekta bus.

Upang bumuo ng system, ganap na sumusunod sa mga pamantayan sa itaas, kailangan mong gamitin ang mga bus kung saan ang I2C serial interface na gagamitin. Sa kabila ng ang katunayan na ang doon ay isang serial bus bandwidth parallel, nangangailangan ito ng mas kaunting mga koneksyon at mas mababa contact chips. Hindi namin dapat kalimutan ang katunayan na ang mga gulong ay kabilang ang hindi lamang ang pagkonekta mga wire, ngunit din ng iba't-ibang mga format at mga pamamaraan na kinakailangan upang matiyak na komunikasyon sa loob ng sistema.

Device para sa komunikasyon na gumagamit ng software pagtulad I2C interface o ang gulong ay dapat magkaroon ng isang tiyak na protocol na nagpapahintulot sa iba't-ibang mga posibilidad preempt banggaan, pagkawala o pagharang impormasyon. Sa mabilis na aparato ay dapat na magagawang makipag-ugnayan sa isang mabagal, at sa parehong oras ang sistema ay hindi dapat nakasalalay sa mga konektado kagamitan, bilang kung hindi man lahat ng mga pagpapabuti at pagbabago na hindi maaaring gamitin. Ito rin ay kinakailangan upang bumuo ng isang pamamaraan na kung saan ang aktwal na pag-install, ang isang partikular na aparato ay kasalukuyang ibinibigay control bus at sa anong oras. Sa karagdagan, kung ang iba't ibang mga aparato pagkakaroon ng iba't ibang clock frequency, ay konektado sa parehong bus, ito ay kinakailangan upang matukoy ang pinagmulan ng kanyang pag-synchronize. Ang lahat ng mga criteria na naaayon I2C interface para sa AVR at anumang iba pang sa listahang ito.

Ang mga pangunahing konsepto

I2C bus ay maaaring suportahan ang anumang maliit na tilad teknolohiya na ginagamit. Interface I2C LabVIEW at mga katulad na ito kasangkot ang paggamit ng dalawang linya para sa paglipat ng impormasyon - at data synchronization. Ang anumang device na nakakonekta sa gayon ay napansin dahil sa isang kakaibang address, hindi alintana kung ito ay isang LCD buffer, ang microcontroller, memorya o interface keyboard, at sa gayon ay maaaring patakbuhin bilang transmiter o receiver, depende sa layunin na kung saan partikular na ang kagamitang ito ay inilaan.

Sa karamihan ng mga kaso may pakinabang LCD buffer ay isang standard na receiver, at memory ay maaaring hindi lamang makatanggap ngunit din magpadala ng iba't-ibang mga data. Sa karagdagan, ang proseso ng paglipat ng mga aparato na impormasyon ay maaaring nauuri bilang alipin at master.

Sa kasong ito, ang aparato ay tinatawag na isang master kung saan sisimulan ang paghahatid ng data at pag-synchronize ng signal ay binuo. Sa kasong ito, ang anumang addressable device ay dapat ituring na may kaugnayan sa kaniyang mga alipin.

I2C komunikasyon interface ay nagbibigay ng ilang mga nangungunang, ie, higit sa isang device na may kakayahang kontrolin ang bus ay magagawang upang kumonekta dito. Ang kakayahan na gumamit ng higit sa isang microcontroller sa isang gulong ay nagpapahiwatig na ang higit sa isang host ay maaaring magpadala sa anumang naibigay na oras. Upang maalis ang mga potensyal na kaguluhan na mga panganib mangyari kapag ganitong sitwasyon arises, kami ay nakabuo ng isang pinasadyang mga pamamaraan arbitration, na gumagamit ng I2C interface. Expanders at iba pang mga aparato ay nagbibigay para sa koneksyon ng mga aparato sa bus sa ang tinatawag na patakaran ng assembly I.

Pagbuo ng timing signal ay isang tungkulin ng ang panginoon, at ang bawat nagbubuo ng sariling mga signal sa panahon ng transfer ng data, at palawakin maaari itong baguhin lamang sa pagkakataon na ito "pulls" ang mabagal na alipin o isa pang master kapag ang isang banggaan nangyayari.

Mga pangkalahatang setting

Bilang SCL, SDA at bidirectional linya na kung saan ay konektado sa isang positibong pinagmumulan ng power sa pamamagitan ng pullup risistor. Kapag ang gulong ay libre, ang bawat linya ay sa isang mataas na posisyon. Ang output yugto ng mga device na nakakonekta sa bus ay dapat magkaroon ng isang bukas-patuluin o bukas-kolektor na function na maaaring ibinibigay sa pamamagitan ng pag-mount ng IM I2C interface impormasyon ay maaaring transmitted sa isang rate ng hindi hihigit sa 400 kbit / s sa mabilis na mode, habang sa ang standard na bilis mas mababa sa 100 kbit / s. Ang kabuuang bilang ng mga aparato na maaaring sabay-sabay na konektado sa bus, nakasalalay lamang sa isang parameter. Ito kapasidad ng linya ay hindi higit sa 400 pF.

pagpapatibay

Kumpirmasyon ay isang ipinag-uutos na pamamaraan na kung ang paglipat ng data. Lead ay bumubuo ng isang kaukulang pulse synchronization, habang ang transmitter release ang SDA linya sa panahon na ang orasan ng confirmation. Pagkatapos noon, ang receiver ay dapat matiyak ang matatag retention SDA linya para sa mataas na estado ng orasan stably sa mababang estado. Sa kasong ito, ito ay kinakailangan upang isaalang-alang ang pag-setup at i-hold.

Sa karamihan ng mga kaso may pakinabang natugunan receiver ay dapat na kinakailangang bumuo ng isang kinikilala pagkatapos ng bawat natanggap byte, at ang tanging exception dito ay tanging ang mga sitwasyon kung saan ang simula ng pagpapadala may kasamang address CBUS.

Kung ang alipin receiver ay hindi posible upang magpadala ng isang kumpirmasyon ng kanyang sariling address, ito ay kinakailangan na mag-iwan ang data na linya sa isang mataas na estado, at pagkatapos ay ang facilitator ay magsenyas ang posibilidad ng issuing "stop", na makakagambala ang pagpapadala ng lahat ng impormasyon. Kung ang address ay na-verify, ngunit hindi ito maaaring mabubo sa mahabang panahon na tumatanggap ng anumang data na humantong ay dapat ding magambala sa pamamagitan ng pagpapadala. Upang gawin ito, ang alipin ay hindi kumpirmahin ang susunod na natanggap byte at lamang ay umalis sa data line HIGH, upang ang master ay bumubuo ng isang senyas "Stop".

Kung ang pagpapasa pamamaraan, ay nagbibigay ng para sa isang master-receiver, sa kasong ito, kailangan niyang i-notify ang katapusan ng alipin transmission isinasagawa, at ito ay hindi nakumpirma sa pamamagitan ng ang huling natanggap byte. Sa kasong ito, ang mga alipin transmitter agad na ilabas ang linya ng data upang humantong ay maaaring makabuo ng isang senyas "Stop" o ulitin ang signal muli ang "Start".

Upang suriin ang kakayahang magamit ng mga kagamitan, maaari mong subukan na ipasok ang mga karaniwang mga halimbawa ng mga sketches para sa interface Arduino I2C, tulad ng sa larawan sa itaas.

arbitrasyon

Lead ay maaaring magsimulang forwarding impormasyon lamang matapos ang kumpletong pagpapalaya ng gulong, ngunit dalawa o higit pang mga nangungunang maaari magpalipas ng henerasyon ng simula signal sa pinakamababang oras retention. Ito kalaunan ay humahantong sa isang tiyak na signal "pagsisimula" sa bus.

Trabaho natupad sa arbitration bus SDA mga sandali hanggang SCL-bus ay nasa mataas na estado. Kung ang isa sa mga nangungunang nagsisimula upang magpadala ng data line mababa, ngunit ang iba pang mga - mataas na, at pagkatapos ay sa huli ay ganap na naka-disconnect mula sa mga ito, dahil ang estado ng SDL ay hindi angkop mas mataas na estado ng kanyang extension.

Pagpapatuloy ng arbitration ay maaaring gumanap sa ilang mga bits. Dahil sa ang katunayan na ang unang mga address ay ipinadala at pagkatapos ay ang data, arbitration ay maaaring magkaroon ng isang tagal hanggang sa katapusan ng address, at kung ito ay naka-address sa pamamagitan ng humahantong sa parehong device, sa kasong ito, ay makilahok at iba't-ibang data sa arbitration. Dahil sa arbitration ito scheme data ay hindi mawawala sa kaganapan ng anumang mga banggaan.

Kung ang master loses arbitration, kung saan ito ay maaaring mag-isyu ng pag-synchronize pulses SCL sa dulo byte, at para sa kung saan ma-access ang nawala.