I2C mô tả giao diện bằng tiếng Nga

Các đồ dùng gia đình hiện đại, điện tử công nghiệp và thiết bị viễn thông khác nhau có thể được tìm thấy khá thường xuyên các giải pháp tương tự, nhưng sản phẩm có thể được hầu như kết nối với nhau. Ví dụ, hầu như tất cả hệ thống bao gồm:

• một số "thông minh" đơn vị kiểm soát, đó là thuận lợi trong hầu hết các trường hợp đại diện cho một máy vi tính tinh thể duy nhất;
• đơn vị mục đích chung như một đệm LCD, RAM, cổng I / O, EEPROM hoặc chuyển đổi dữ liệu chuyên ngành;
• thành phần cụ thể, bao gồm cấu hình mạch kỹ thuật số và một điều trị cho các tín hiệu video và radio.

Làm thế nào để tối ưu hóa việc sử dụng chúng?

Để đảm bảo việc sử dụng hiệu quả nhất các giải pháp chung cho các nhà thiết kế có lợi và nhà sản xuất bản thân, cũng như để tăng mức độ tổng thể của hoạt động của bộ máy khác nhau và đơn giản hóa các nút mạch sử dụng, công ty Philips đặt ra để phát triển một hai-wire xe buýt hai chiều rất đơn giản mà cung cấp sự kiểm soát mezhmikroskhemnoe hiệu quả nhất. xe buýt này cung cấp một độ truyền dữ liệu thông qua giao diện I2C.

Để phạm vi ngày được quy định bởi nhà sản xuất bao gồm hơn 150 CMOS và các thiết bị lưỡng cực tương thích với I2C và dành cho việc thực hiện công việc trong bất kỳ các loại được liệt kê. Cần lưu ý rằng giao diện I2C ban đầu được xây dựng vào tất cả các thiết bị tương thích, do đó họ có thể không có bất kỳ khó khăn để giao tiếp với nhau bằng cách sử dụng xe buýt đặc biệt. Thông qua việc áp dụng các giải pháp thiết kế này đã hóa ra để giải quyết khá nhiều vấn đề ghép nối các thiết bị khác nhau mà là khá đặc trưng của phạm vi của sự phát triển của các hệ thống kỹ thuật số.

Các ưu điểm chính

Thậm chí nếu bạn nhìn vào một mô tả ngắn gọn của UART, SPI, I2C, bạn có thể làm nổi bật những ưu điểm sau của cái sau:

• Đối với công việc bạn cần chỉ có hai dòng - đồng bộ hóa và dữ liệu. Bất kỳ thiết bị được kết nối với một chiếc xe buýt, sau đó có thể được giải quyết bằng phần mềm hoàn toàn địa chỉ duy nhất. Bất cứ lúc nào, có một mối quan hệ đơn giản, cho phép các chức năng hàng đầu như máy phát master-master hoặc nhận.
• xe buýt này cung cấp khả năng có nhiều host, cung cấp tất cả các công cụ cần thiết để phát hiện va chạm và trọng tài, giúp ngăn ngừa tham nhũng dữ liệu trong trường hợp hai hoặc nhiều đầu bắt đầu đồng thời truyền tải thông tin. Trong chế độ tiêu chuẩn chỉ cung cấp tám-bit truyền dữ liệu tuần tự với tốc độ không quá 100 kbit / s, và ở chế độ nhanh, ngưỡng có thể được tăng lên đến bốn lần.
• Các chip sử dụng một đặc biệt được xây dựng trong bộ lọc có hiệu quả ngăn chặn gai và đảm bảo tính toàn vẹn dữ liệu tối đa.
• Số có thể tối đa của chip có thể được kết nối với một xe buýt chỉ bị giới hạn bởi khả năng có thể tối đa của nó là 400 pF.

Lợi ích đối với các nhà thiết kế

giao diện I2C, cũng như tất cả các chip tương thích có thể tăng tốc đáng kể quá trình phát triển, từ các mạch chức năng để nguyên mẫu cuối cùng của nó. Cần lưu ý rằng do khả năng của chip như kết nối trực tiếp đến xe buýt mà không sử dụng tất cả các loại mạch bổ sung được cung cấp chỗ cho nâng cấp thêm và sửa đổi một hệ thống nguyên mẫu bằng cách ngắt kết nối và kết nối các thiết bị khác nhau từ xe buýt.

Có rất nhiều lợi thế mà thiết lập giao diện I2C. Mô tả, đặc biệt, cho phép bạn xem những ưu điểm sau để các nhà thiết kế:

• Khối trong sơ đồ chức năng hoàn toàn tương ứng với chip, và do đó đảm bảo một sự chuyển đủ nhanh chóng từ một nguyên tắc chức năng.
• Không cần để phát triển giao diện xe buýt, vì lốp được tích hợp ban đầu trong một chip đặc biệt.
• Tích hợp thông tin liên lạc và các giao thức giải quyết của các thiết bị cho phép hệ thống được đầy đủ phần mềm xác định.
• Cùng loại của các chip có thể được sử dụng nếu cần thiết trong các ứng dụng hoàn toàn khác nhau.
• Tổng thời gian phát triển được giảm đáng kể do thực tế rằng các nhà thiết kế có thể khá nhanh chóng trở nên quen thuộc với các khối chức năng thường xuyên nhất được sử dụng, cũng như tất cả các loại chip.
• Nếu muốn, bạn có thể thêm hoặc loại bỏ chip từ hệ thống, và nó không có tác động nhiều vào các thiết bị khác kết nối với cùng một xe buýt.
• Tổng thời gian phát triển phần mềm có thể được giảm đáng kể do thực tế rằng có được phép sử dụng một thư viện các module phần mềm tái sử dụng.

Bên cạnh đó, nó là đáng chú ý một thủ tục chẩn đoán cực kỳ đơn giản cho bất kỳ hư hỏng và gỡ lỗi hơn nữa, đó là giao diện I2C khác nhau. Mô tả nói rằng nếu cần thiết, bạn có thể không có bất kỳ khó khăn ngay lập tức theo dõi thậm chí sai lệch nhỏ trong hoạt động của thiết bị như vậy, và kết quả hiện các biện pháp thích hợp. Cũng đáng chú ý là các nhà thiết kế đã cung cấp các giải pháp đặc biệt, trong đó, đặc biệt là khá hấp dẫn đối với một loạt các thiết bị và hệ thống cung cấp pin-powered di động, sử dụng giao diện I2C. ở Nga mô tả cũng chỉ ra rằng ứng dụng của nó cho phép những ưu điểm quan trọng sau đây:

• kháng đủ cao để bất kỳ xáo trộn xảy ra.
• tiêu thụ điện năng rất thấp.
• Rộng phạm vi cung cấp điện áp.
• Một dải nhiệt độ rộng.

Lợi ích cho chuyên gia công nghệ

Điều đáng chú ý là không chỉ các nhà thiết kế, mà còn công nghệ này thường khá vừa mới bắt đầu sử dụng một giao diện I2C chuyên dụng. để mô tả Nga chỉ ra một phạm vi khá rộng lợi thế, mà được cung cấp cho thể loại này của các chuyên gia:

• Standard two-wire bus nối tiếp với giao diện giúp giảm thiểu các mối liên hệ giữa chip, có nghĩa là, họ thể hiện ít tiếp xúc và đòi hỏi phải theo dõi ít hơn, làm cho bảng mạch in không phải là tốn kém và có kích thước nhỏ hơn nhiều.
• Hoàn toàn tích hợp giao diện I2C LCD1602 hoặc một số tùy chọn khác giúp loại bỏ sự cần thiết phải sử dụng các bộ giải mã địa chỉ, cũng như logic cạn bên ngoài khác.
• Nó cung cấp khả năng sử dụng đồng thời nhiều đầu vào một chiếc xe buýt, trong đó tăng tốc đáng kể thí nghiệm hiệu chỉnh tiếp theo của thiết bị, kể từ khi xe buýt có thể được kết nối với một dây chuyền lắp ráp máy tính.
• Sẵn có tương thích với những con chip trong giao diện VSO, SO và chuyên DIL-gói có thể làm giảm đáng kể các yêu cầu để kích thước thiết bị.

Nó chỉ là một danh sách ngắn các lợi ích mà I2C khác nhau giao diện LCD1602 và những người khác. Ngoài ra chip tương thích có thể làm tăng đáng kể sự linh hoạt của hệ thống sử dụng để cung cấp một xây dựng cực kỳ đơn giản lựa chọn thiết bị khác nhau, cũng như một bản nâng cấp tương đối dễ dàng cho sự ủng hộ hơn nữa ở mức hiện tại của sự phát triển. Do đó, nó có thể phát triển một gia đình toàn bộ các thiết bị khác nhau, sử dụng làm căn cứ một mô hình cơ sở nhất định.

hiện đại hóa hơn nữa của các thiết bị và mở rộng các chức năng của nó có thể được thực hiện thông qua một kết nối tiêu chuẩn cho xe buýt tương ứng với chip sử dụng 2C giao diện Arduino hoặc bất kỳ khác của hàng tồn kho có sẵn. Nếu có yêu cầu để có được ROM lớn hơn, trong trường hợp này nó sẽ được chỉ đủ để chọn một vi điều khiển có một số lượng gia tăng của ROM. Kể từ khi con chip được cập nhật nếu cần thiết có thể thay thế hoàn toàn những cái cũ, bạn có thể dễ dàng thêm tính năng mới cho thiết bị hoặc để tăng hiệu suất tổng thể của nó bởi một ngắt kết nối thông thường chip đã trở nên lỗi thời và tiếp tục thay thế chúng với các thiết bị mới hơn.

ACCESS.bus

Do thực tế là lốp có hai dây chất của, và khả năng lập trình giải quyết ACCESS.bus cho một trong những nền tảng lý tưởng nhất chính là giao diện I2C. Đặc điểm kỹ thuật (mô tả bằng tiếng Nga được trình bày trong bài viết), thiết bị này làm cho nó một lựa chọn rẻ hơn nhiều để chủ động sử dụng giao diện RS-232C sớm để kết nối thiết bị ngoại vi khác nhau để các máy tính sử dụng một tiêu chuẩn sử dụng một bốn-connector.

Giới thiệu về các đặc điểm kỹ thuật

Đối với các ứng dụng tiên tiến kiểm soát 8-bit, trong đó sử dụng vi điều khiển, cung cấp khả năng cài đặt một số tiêu chí thiết kế:

• hệ thống hoàn chỉnh trong hầu hết các trường hợp thuận lợi bao gồm một vi điều khiển và các thiết bị ngoại vi, bao gồm cả bộ nhớ và cổng vào / ra khác nhau;
• tổng chi phí của việc kết hợp các thiết bị khác nhau nên cực kỳ hạn chế tối đa trong một hệ thống duy nhất;
• một hệ thống được giao phó với các chức năng kiểm soát, không cung cấp cho nhu cầu để cung cấp tốc độ cao truyền dữ liệu;
• hiệu quả tổng thể trực tiếp phụ thuộc vào thiết bị, cũng như bản chất của xe buýt kết nối.

Để phát triển hệ thống, hoàn toàn tương thích với các tiêu chí trên, bạn cần phải sử dụng xe buýt, trong đó giao diện nối tiếp I2C được sử dụng. Mặc dù thực tế rằng có một sê-ri băng thông bus song song, nó đòi hỏi kết nối ít hơn và chip tiếp xúc ít hơn. Chúng ta không nên quên một thực tế là lốp không chỉ bao gồm các dây kết nối, mà còn là một loạt các định dạng và các thủ tục cần thiết để đảm bảo thông tin liên lạc trong hệ thống.

Thiết bị để giao tiếp mà sử dụng một giao diện I2C phần mềm mô phỏng hoặc các lốp phải có một giao thức cụ thể mà cho phép khả năng khác nhau Ðể tránh va chạm, mất mát hoặc ngăn chặn thông tin. Trong các thiết bị nhanh phải có khả năng liên hệ với một chậm, và đồng thời hệ thống không nên phụ thuộc vào các thiết bị kết nối, nếu không tất cả các cải tiến và sửa đổi nào không thể được sử dụng. Nó cũng là cần thiết để phát triển một quy trình mà theo đó các thực tế cài đặt, một thiết bị đặc biệt hiện đang cung cấp xe buýt điều khiển và thời gian nào. Ngoài ra, nếu các thiết bị khác nhau có tần số đồng hồ khác nhau, được kết nối với cùng một xe buýt, nó là cần thiết để xác định nguồn gốc của đồng bộ hóa của nó. Tất cả những tiêu chí tương ứng với giao diện I2C cho AVR và bất kỳ khác trong danh sách này.

Các khái niệm cơ bản

bus I2C có thể hỗ trợ bất kỳ công nghệ chip được sử dụng. Giao diện I2C LabVIEW và tương tự như nó liên quan đến việc sử dụng hai dòng cho việc chuyển giao thông tin - và đồng bộ hóa dữ liệu. Bất kỳ thiết bị kết nối như vậy, phát hiện do một địa chỉ duy nhất, bất kể cho dù đó là một bộ đệm LCD, vi điều khiển, bộ nhớ hoặc giao diện bàn phím, và do đó có thể hoạt động như máy phát hoặc máy thu, tùy thuộc vào mục đích mà đặc biệt thiết bị này được thiết kế.

Trong hầu hết các trường hợp thuận lợi đệm LCD là một máy thu tiêu chuẩn, và bộ nhớ có thể không chỉ nhận mà còn truyền dữ liệu khác nhau. Bên cạnh đó, quá trình di chuyển các thiết bị thông tin có thể được phân loại như nô lệ và làm chủ.

Trong trường hợp này, các thiết bị được gọi là một bậc thầy mà khởi truyền dữ liệu và tín hiệu đồng bộ hóa được tạo ra. Trong trường hợp này, bất kỳ thiết bị địa chỉ được xem xét trong mối quan hệ với những người nô lệ của mình.

Giao diện truyền thông I2C cung cấp cho một số lãnh đạo, tức là nhiều hơn một thiết bị có khả năng kiểm soát của xe buýt có khả năng kết nối với nó. Khả năng sử dụng nhiều hơn một vi điều khiển với một lốp chỉ ra rằng hơn một máy chủ có thể được gửi tại bất kỳ thời điểm nào. Để loại bỏ sự hỗn loạn tiềm năng mà có nguy cơ xảy ra khi một tình huống như vậy phát sinh, chúng tôi phát triển một thủ tục trọng tài chuyên ngành, trong đó sử dụng giao diện I2C. Expanders và các thiết bị khác cung cấp cho kết nối của thiết bị vào xe buýt trên sự cai trị cái gọi là hội họp I.

Thế hệ của các tín hiệu thời gian là một nhiệm vụ của thuyền trưởng, và mỗi tạo tín hiệu riêng của mình trong quá trình chuyển dữ liệu, và hơn nữa nó có thể thay đổi chỉ trong trường hợp nó "kéo" các nô lệ chậm hoặc thạc sĩ khác khi một vụ va chạm xảy ra.

cài đặt chung

Như SCL, SDA và là những đường hai chiều được kết nối với một nguồn năng lượng tích cực bằng phương pháp điện trở pullup. Khi lốp là hoàn toàn miễn phí, mỗi dòng là ở một vị trí cao. Các giai đoạn đầu ra của các thiết bị được kết nối với xe buýt phải có một chức năng mở cống hoặc open-collector mà có thể được cung cấp thông qua các thông tin giao diện IM I2C gắn có thể được truyền đi với tốc độ không quá 400 kbit / s ở chế độ nhanh, trong khi ở tốc độ tiêu chuẩn ít hơn 100 kbit / s. Tổng số thiết bị có thể được đồng thời kết nối với xe buýt, chỉ phụ thuộc vào một tham số. khả năng này của dòng không phải là hơn 400 pF.

sự xác nhận

Xác nhận là một thủ tục bắt buộc trong việc chuyển giao dữ liệu. Chì tạo ra một xung đồng bộ tương ứng, trong khi máy phát phát hành dòng SDA trong đồng hồ như xác nhận. Sau đó, người nhận phải đảm bảo ổn định dòng lưu SDA cho tình trạng đồng hồ cao ổn định trong tình trạng thấp. Trong trường hợp này, nó là cần thiết để đưa vào tài khoản các thiết lập và giữ.

Trong hầu hết các trường hợp thuận lợi thu giải quyết nhất thiết phải tạo ra một thừa nhận sau mỗi byte nhận được, và ngoại lệ duy nhất ở đây chỉ là những tình huống mà khi bắt đầu gửi bao gồm địa chỉ CBus.

Nếu người nhận nô lệ là không thể để gửi một xác nhận của địa chỉ riêng của nó, nó là cần thiết để rời khỏi dòng dữ liệu trong trạng thái cao, và sau đó người điều hành sẽ báo hiệu khả năng phát hành "dừng", mà sẽ làm gián đoạn việc gửi tất cả thông tin. Nếu địa chỉ đã được xác minh, nhưng nó không thể được điều khiển trong một thời gian dài còn chấp nhận bất kỳ dữ liệu dẫn cũng nên bị gián đoạn bằng cách gửi. Để làm điều này, các nô lệ không xác nhận byte nhận tiếp theo và chỉ để lại dòng dữ liệu cao, vì vậy mà các bậc thầy tạo ra một tín hiệu "Stop".

Nếu các thủ tục giao nhận, cung cấp cho một bậc thầy-người nhận, trong trường hợp này, ông phải thông báo kết thúc việc truyền nô lệ tiến hành, và nó không được xác nhận bởi các byte nhận cuối cùng. Trong trường hợp này, máy phát nô lệ ngay lập tức phát hành dòng dữ liệu để lãnh đạo có thể tạo ra một tín hiệu "Stop" hoặc lặp lại các tín hiệu một lần nữa "Bắt đầu".

Để kiểm tra sự sẵn có của các thiết bị, bạn có thể thử truy cập vào các ví dụ tiêu chuẩn của bản phác thảo cho giao diện I2C Arduino, như trong bức ảnh trên.

trọng tài

Chì có thể bắt đầu thông tin chuyển tiếp chỉ sau ngày giải phóng hoàn toàn của lốp xe, nhưng hai hay nhiều lãnh đạo có thể dành nhiều thế hệ của tín hiệu đầu vào thời gian lưu giữ tối thiểu. Điều này cuối cùng dẫn đến một tín hiệu rõ ràng "bắt đầu" trên xe buýt.

Việc thực hiện trên SDA xe buýt trọng tài những khoảnh khắc cho đến khi SCL-xe buýt ở trạng thái cao. Nếu một trong những hàng đầu bắt đầu để truyền dòng dữ liệu thấp, nhưng khác - cao, sau đó sau này là hoàn toàn bị ngắt kết nối từ nó, bởi vì tình trạng SDL không phải là trạng thái thích hợp cao hơn của phần mở rộng của mình.

Tiếp tục của trọng tài có thể được thực hiện trên một vài bit. Do thực tế rằng các địa chỉ đầu tiên được truyền đi và sau đó dữ liệu, trọng tài có thể có một thời gian cho đến khi kết thúc của địa chỉ, và nếu nó sẽ được giải quyết bằng cách hàng đầu cùng một thiết bị, trong trường hợp này, sẽ tham gia và các dữ liệu khác nhau trong trọng tài. Bởi vì trọng tài dữ liệu này chương trình không bị mất trong trường hợp có bất kỳ va chạm.

Nếu thầy mất trọng tài, trong trường hợp này nó có thể đưa ra một xung đồng bộ SCL đến byte cuối, cũng cho đó truy cập đã bị mất.