I2C-interface beschrijving in het Russisch

De moderne huishoudelijke apparaten, industriële elektronica en diverse telecommunicatie-apparatuur kan vaak vergelijkbare oplossingen worden gevonden, maar het product kan vrijwel worden met elkaar verbonden. Bijvoorbeeld vrijwel elk systeem bestaat uit:

• sommige "slimme" besturingseenheid, hetgeen voordelig in de meeste gevallen een enkele kristal microcomputer;
• algemene doel-units zoals een LCD buffer, RAM, I / O-poorten, EEPROM of gespecialiseerde gegevensomzetters;
• specifieke componenten, waaronder digitale schakelingsconfiguratie en een traktatie voor de videosignalen en radio.

Hoe kan het gebruik ervan te optimaliseren?

Om zo efficiënt mogelijk gebruik van deze algemene oplossingen ten voordele ontwerpers en producenten zelf zorgen, evenals om het algehele niveau van de prestaties van de verschillende apparaten en vereenvoudiging van de schakeling gebruikte knooppunten te verhogen, het bedrijf Philips uiteengezet om een zeer eenvoudige tweedraads bidirectionele bus die de meest productieve mezhmikroskhemnoe controle biedt ontwikkelen. Deze bus heeft een data-overdracht via de I2C-interface.

Tot op heden bereik gespecificeerd door de fabrikant omvat meer dan 150 CMOS en bipolaire apparaten die compatibel zijn met I2C en bestemd voor de uitvoering van het werk in een van de genoemde categorieën zijn. Opgemerkt dient te worden dat de I2C-interface voor het eerst wordt ingebouwd in alle compatibele apparaten, waardoor ze kunnen zonder problemen om te communiceren met elkaar met behulp van een speciale bus. Door de toepassing van deze ontwerp-oplossing is gebleken dat een groot aantal problemen met het koppelen van de verschillende apparatuur die is heel kenmerkend is voor de omvang van de ontwikkeling van digitale systemen op te lossen.

De belangrijkste voordelen

Zelfs als je kijkt naar een korte beschrijving van de UART, SPI, I2C, kunt u de volgende voordelen van de laatste te benadrukken:

• Voor werk dat je hoeft alleen maar twee lijnen - synchronisatie en data. Elk apparaat dat is aangesloten op een bus, kan vervolgens worden aangepakt door de software volledig uniek adres. Op elk moment is er een eenvoudige relatie, waar de eerste functie als master-master-zender of ontvanger mogelijk maakt.
• Deze bus biedt de mogelijkheid om meerdere hosts, voorzien van alle nodige instrumenten voor collision detection en arbitrage, helpt voorkomen dat data corruptie in het geval dat twee of meer van de top begint om gelijktijdig informatie te verzenden. In de standaardmodus geeft alleen sequentiële acht bits gegevens met een snelheid van niet meer dan 100 kbit / s en in de snelle modus, kan de drempel worden verhoogd tot viermaal.
• De chips gebruiken een speciale ingebouwd filter die effectief onderdrukt pieken en verzekert maximale data-integriteit.
• Het maximaal mogelijke aantal chips dat kan worden aangesloten op één bus wordt alleen beperkt door de maximale capaciteit van 400 pF.

Voordelen voor ontwerpers

I2C-interface, evenals alle compatibele chips aanzienlijk kan versnellen van de ontwikkeling proces, van de functionele circuit naar zijn uiteindelijke prototype. Opgemerkt wordt dat als gevolg van de mogelijkheid van dergelijke chips rechtstreeks op de bus zonder allerlei aanvullende schakelingen verschaft ruimte voor verdere verbetering en het modificeren van een prototype systeem loskoppelen en het verbinden van de verschillende inrichtingen van de bus.

Er zijn tal van voordelen die de I2C-interface in te stellen. De beschrijving, in het bijzonder, kunt u de volgende voordelen zien ontwerpers:

• Blokken in het functionele schema exact overeen met chips, en zorgt zodoende voor een voldoende snelle overgang van een functioneel principe.
• Er is geen noodzaak om de bus interfaces te ontwikkelen, omdat de band voor het eerst wordt geïntegreerd in een speciale chip.
• Geïntegreerde communicatie protocollen en adressering van inrichtingen kan het systeem volledig softwaregedefinieerde.
• Dezelfde soorten chips kan noodzakelijk worden wanneer in totaal verschillende toepassingen.
• De totale ontwikkeling wordt aanzienlijk verminderd als gevolg van het feit dat de ontwerpers vrij snel vertrouwd met de meest gebruikte functie blokken, evenals alle soorten chips kan worden.
• Indien gewenst, kunt u toevoegen of chips te verwijderen uit het systeem, en het heeft niet veel invloed hebben op andere apparatuur aangesloten op dezelfde bus.
• De totale ontwikkeling van software tijd kan aanzienlijk worden verminderd als gevolg van het feit dat er wordt toegestaan om een bibliotheek van herbruikbare softwaremodules gebruiken.

Daarnaast is het vermeldenswaard een uiterst eenvoudige diagnostische procedure voor eventuele storingen en verder debuggen, die anders is dan I2C-interface. Beschrijving zegt dat, indien nodig, kunt u zonder problemen onmiddellijk zelfs kleine afwijkingen te volgen in de werking van dergelijke apparatuur, en dus neemt de passende maatregelen. Ook vermeldenswaard is dat de ontwerpers speciale oplossingen, die in het bijzonder, zijn heel aantrekkelijk voor een verscheidenheid van draagbare apparatuur en systemen die op batterijen bieden hebben zorg, met behulp van de I2C-interface. in het Russisch De beschrijving wijst er ook op dat de toepassing ervan maakt het mogelijk om de volgende belangrijke voordelen:

• Voldoende hoge weerstand tegen verstoring optreedt.
• Extreem laag stroomverbruik.
• Brede voedingsspanning bereik.
• Een breed temperatuurbereik.

Voordelen voor technologen

Het is vermeldenswaard dat niet alleen ontwerpers, maar ook de technologie is vaak zeer onlangs begonnen met een speciale I2C-interface te gebruiken. Russische beschrijving duidt op een vrij breed scala van voordelen, die aan deze categorie professionals zijn beschikbaar:

• Standaard twee-draads seriële bus-interface helpt om de verbinding tussen chips te minimaliseren, dat wil zeggen zij minder contact leggen en vereist minder sporen, waardoor printplaten minder duur en hebben een veel kleinere afmeting.
• Volledig geïntegreerde I2C-interface LCD1602 of een andere optie elimineert de noodzaak om het adres decoder, evenals andere externe ondiepe logica gebruiken.
• Het biedt de mogelijkheid om gelijktijdig meerdere regelafstand op een bus, die in hoofdzaak versneld testen en daaropvolgende aanpassing van de apparatuur, omdat de bus kan worden aangesloten op een computer assemblagelijn.
• Beschikbaarheid verenigbaar zijn met die chips in de interface VSO, SO en gespecialiseerde DIL-pakket kan aanzienlijke vermindering van de eisen aan de grootte van het apparaat.

Het is slechts een korte lijst van voordelen die de verschillende I2C-interface LCD1602 en anderen. Ook compatibele chips kan een aanzienlijke verhoging van de flexibiliteit van de term voor een bijzonder eenvoudige constructie van diverse opties apparatuur, evenals een relatief eenvoudige upgrade voor verdere steun op het huidige niveau van ontwikkeling te bieden systeem. Aldus is het mogelijk om een hele familie van verschillende materialen te ontwikkelen, waarbij als basis een bepaalde basismodel.

Verdere modernisering van de apparatuur en de uitbreiding van de functies kunnen via een standaard aansluiting op de bus die overeenkomt met de chip met de 2C-interface Arduino of andere van de beschikbare voorraad worden uitgevoerd. Desgewenst grotere ROM te verkrijgen, waarbij het voldoende slechts een microcontroller met een verhoogde hoeveelheid ROM selecteren zijn. Sinds de bijgewerkte chip indien nodig in staat om volledig te vervangen de oude, kunt u gemakkelijk nieuwe functies toe te voegen aan apparatuur of om de algehele prestaties te verbeteren door middel van een conventionele loskoppelen al verouderd chips en verder te vervangen door nieuwere apparatuur.

ACCESS.bus

Vanwege het feit dat de band een tweedraads aard van en het vermogen te programmeren adressering ACCESS.bus één van de meest ideale platforms juist I2C interface. Specificatie (beschrijving in Russisch wordt gepresenteerd in het artikel), dit apparaat maakt het een veel goedkoper alternatief voor actief gebruik eerdere RS-232C interface voor het aansluiten van verschillende randapparatuur op computers met een standaard maakt gebruik van een vier-connector.

Inleiding tot de specificatie

Voor geavanceerde toepassingen 8-bit controle, die microcontrollers te gebruiken, biedt de mogelijkheid om een aantal ontwerpcriteria te installeren:

• compleet systeem meestal voordelige omvat een microcontroller en andere randapparatuur, zoals geheugen en verschillende invoer- / uitvoerpoorten;
• de totale kosten van het combineren van de verschillende apparaten moeten zeer worden geminimaliseerd binnen een enkel systeem;
• een systeem dat is belast met besturingsfuncties, niet voorziet in de behoefte aan snelle datatransmissie te verschaffen;
• totale rendement is direct afhankelijk van de uitrusting, evenals de aard van de aansluitende bus.

Om het systeem volledig compatibel met de bovenstaande criteria te ontwikkelen, moet je de bus waarin de I2C seriële interface te gebruiken te gebruiken. Hoewel er een seriële busbandbreedte parallelle, vereist minder verbindingen en minder contact chips. We moeten niet vergeten het feit dat de band niet alleen de verbindende draden, maar ook een verscheidenheid aan formaten en procedures die nodig zijn om de communicatie binnen het systeem te waarborgen.

Inrichting voor communicatie met een software-emulatie I2C interface of de band gebruikt een nauwkeurig gedefinieerde protocol waarmee verschillende mogelijkheden preempt botsing, verlies of blokkerende informatie. In de snelle apparaten moeten in staat zijn om contact op met een traag, en op hetzelfde moment het systeem moet niet afhankelijk zijn van de aangesloten apparatuur, omdat anders alle verbeteringen en aanpassingen die niet kunnen worden gebruikt. Het is ook noodzakelijk om een procedure waarbij de eigenlijke installatie van een bepaald apparaat is momenteel biedt controle bus en op welk tijdstip te ontwikkelen. Bovendien, wanneer de verschillende inrichtingen met verschillende klokfrequentie zijn verbonden met dezelfde bus, is het noodzakelijk om de bron van de synchronisatie te bepalen. Al deze criteria overeenkomstige I2C-interface voor de AVR en alle andere op deze lijst.

Het basisconcept

I2C-bus kan elke chip technologie gebruikt ondersteunen. Interface I2C LabVIEW en dergelijke te omvatten het gebruik van twee lijnen voor de overdracht van informatie - en data synchronisatie. Elk apparaat dus verbonden gedetecteerd door een uniek adres, ongeacht of het een LCD buffer, de microcontroller, geheugen of grensvlak toetsenbord en kan dus werken als zender of ontvanger, afhankelijk van het doel waarvoor specifieke deze apparatuur bestemd is.

Meestal voordelige LCD buffer een standaard ontvanger en geheugen kan niet alleen ontvangen, maar ook diverse data te verzenden. Bovendien kan het proces van het verplaatsen van informatie apparaten worden aangemerkt als slaaf en meester.

In dit geval is de inrichting een meester welke de gegevensoverdracht initieert en synchronisatiesignalen gegenereerd genoemd. In dit geval wordt het eventuele adresseerbare elementen worden beschouwd in relatie tot zijn slaven.

I2C communicatie-interface omvat meerdere leiden, dat wil zeggen, meer dan een inrichting die in staat beheersing van de bus kan verbinden. De mogelijkheid om meer dan een microcontroller gebruiken om een band geeft aan dat meer dan één gastheer kunnen gestuurd worden op een bepaald moment. Om de potentiële chaos dat de risico's zich voordoen wanneer een dergelijke situatie zich voordoet weg te nemen, hebben we een gespecialiseerde arbitrageprocedure, die de I2C-interface gebruikt. Expanders en andere apparaten voor het aansluiten van apparaten op de bus op de zogenaamde regel van vergadering I.

Generatie van het timing-signaal is een plicht van de meester, en elk genereert zijn eigen signaal tijdens de gegevensoverdracht, en verder het kan alleen in het geval dat het "trekt" de trage slaaf of een andere meester wanneer een botsing optreedt veranderen.

Algemene instellingen

Zoals SCL, SDA en zijn bidirectionele leidingen die zijn verbonden met een positieve spanningsbron via optrekweerstand. Wanneer de band volledig vrij, elke lijn in een hoge positie. De uitgangstrappen van apparaten die zijn aangesloten op de bus moet open afvoer of open collector die de functies van de inrichting I. via de I2C interface zorgen kan een snelheid van niet meer dan 400 kbit / s in de Fast-modus worden overgebracht, terwijl de standaardsnelheid minder dan 100 kbit / s. Het totale aantal apparaten die gelijktijdig kunnen worden aangesloten op de bus, hangt slechts één parameter. Deze capaciteit van de lijn is niet meer dan 400 pF.

bevestiging

Bevestiging is een verplichte procedure in de data-overdracht. Lood genereert een corresponderende synchronisatiepuls, terwijl de zender geeft de SDA lijnen die klok ter bevestiging. Daarna moet de ontvanger voor een stabiele retentie SDA lijn voor de hoge kloktoestand stabiel in de lage toestand. In dit geval is het noodzakelijk om rekening te houden met de setup en houd.

In de meeste gevallen moet voordelige aangepakt ontvanger noodzakelijkerwijs om een bevestiging na elke ontvangen byte, en de enige uitzondering hierop zijn alleen die situaties waarin het begin van het verzenden omvat adres CBUS.

Als de slave-ontvanger is niet mogelijk om een bevestiging van zijn eigen adres te sturen, is het noodzakelijk om de datalijn in een hoge toestand te verlaten, en dan zal de begeleider de mogelijkheid tot uitgifte van "stop", die zal onderbreken het versturen van de gegevens te signaleren. Als het adres is geverifieerd, maar het kan niet voor een lange tijd worden aangestuurd alle gegevens die leiden moet ook worden onderbroken door het sturen aanvaarden langer. Om dit te doen, is de slaaf niet bevestigen de volgende ontvangen byte en gewoon laat de datalijn hoog, zodat dat de meester een signaal "Stop".

Als het doorsturen procedure, zorgen voor een meester-ontvanger, in dit geval, moet hij het einde van de slaaf transmissie uitgevoerd op de hoogte, en het is niet bevestigd door de laatst ontvangen byte. In dit geval, de slave zender geeft de datalijn leidt een signaal het signaal weer te produceren "Stop" en herhalingen van de "Start" release.

Om de beschikbaarheid van de apparatuur te controleren, kunt u proberen om de standaard voorbeelden van schetsen te voeren voor de Arduino I2C-interface, zoals in de foto hierboven.

arbitrage

Lood kan het doorsturen van informatie beginnen pas na de volledige bevrijding van de band, maar twee of meer leidende kan het genereren van het startsignaal te brengen op het minimale retentietijd. Dit leidt uiteindelijk tot een duidelijk signaal "start" op de bus.

Werkzaamheden op de arbitrage bus SDA die momenten tot SCL-bus is in de hoge toestand. Als een van de belangrijkste begint de datalijn laag zenden, maar de andere - hoog, dan is deze volledig los is van het, omdat de toestand van SDL niet passend hogere staat van zijn toestel.

Voortzetting van de arbitrage kan worden uitgevoerd op meerdere bits. Vanwege het feit dat de eerste adressen worden overgedragen en vervolgens data kan arbitrage duurt tot het einde van het adres, en als door leiden hetzelfde apparaat zal worden behandeld, in dit geval zal een deel en verscheidene gegevens nemen de arbitrage. Door deze arbitrage regeling data niet verloren gaat in het geval van een botsing.

Als de meester arbitrage verliest, in welk geval het kan een synchronisatiepulsen SCL tot het einde byte te geven, en waarvoor de toegang is verloren gegaan.