Disgrifiad rhyngwyneb I2C yn Rwsieg

Gall y offer cartref modern, electroneg diwydiannol a gwahanol offer telathrebu i'w gweld yn aml iawn i atebion tebyg, ond gall y cynnyrch fod yn gysylltiedig bron â'i gilydd. Er enghraifft, mae bron pob system yn cynnwys y canlynol:

• penodol uned "smart" rheoli, sydd yn fanteisiol yn y rhan fwyaf o achosion yn cynrychioli microgyfrifiadur grisial sengl;
• unedau bwrpas cyffredinol megis byffer LCD, RAM, I / O porthladdoedd, EEPROM neu converters data arbenigol;
• cydrannau penodol, gan gynnwys cyfluniad cylched digidol a wledd i'r signalau fideo a radio.

Sut i wneud y gorau i'w defnyddio?

Er mwyn sicrhau bod y defnydd mwyaf effeithlon o atebion cyffredinol hyn ar gyfer dylunwyr budd-daliadau a cynhyrchwyr eu hunain, yn ogystal ag i gynyddu lefel gyffredinol o berfformiad amrywiol gyfarpar a symleiddio nodau cylched a ddefnyddiwyd, mae'r cwmni Philips ati i ddatblygu dwy wifren bws deugyfeiriadol syml iawn sy'n darparu'r rheolaeth mezhmikroskhemnoe mwyaf cynhyrchiol. Mae'r bws yn darparu trosglwyddo data drwy gyfrwng y rhyngwyneb I2C.

I ystod dyddiadau a bennir gan y gwneuthurwr yn cynnwys mwy na 150 o CMOS a dyfeisiau deubegwn sy'n gydnaws â I2C a fwriedir ar gyfer cynnal gwaith mewn unrhyw un o'r categorïau a restrir. Dylid nodi bod y rhyngwyneb I2C ei adeiladu i ddechrau yn yr holl ddyfeisiau gydnaws, oherwydd y gallant, heb unrhyw anawsterau i gyfathrebu â'i gilydd gan ddefnyddio bws arbennig. Drwy gymhwyso hwn ateb dylunio wedi troi allan i ddatrys cryn nifer o broblemau paru offer amrywiol sydd yn eithaf nodweddiadol o gwmpas ddatblygu systemau digidol.

Y prif fanteision

Hyd yn oed os ydych yn edrych ar ddisgrifiad byr o'r UART, SPI, I2C, gallwch dynnu sylw at y manteision canlynol o'r olaf:

• Ar gyfer gwaith sydd ei angen arnoch yn unig dwy linell - synchronization a data. Unrhyw ddyfais sydd wedi'i gysylltu â bws, gellir mynd i'r afael wedyn gan y meddalwedd yn gwbl gyfeiriad unigryw. Ar unrhyw adeg, mae perthynas syml, sy'n caniatáu i'r swyddogaeth arweiniol fel y meistr-feistr trosglwyddydd neu'r derbynnydd.
• Mae'r bws yn darparu'r gallu i gael cynnal lluosog, gan ddarparu'r holl offer angenrheidiol ar gyfer canfod gwrthdrawiad a chyflafareddu, yn helpu i atal llygredd data yn y digwyddiad bod dau neu fwy o'r top yn dechrau i drosglwyddo gwybodaeth ar yr un pryd. Yn y modd safonol yn darparu dim ond dilyniannol trosglwyddo data wyth-bit ar gyfradd o ddim mwy na 100 kbit / s, ac yn y modd cyflym, efallai y bydd y trothwy yn cael ei gynyddu i bedair gwaith.
• Mae'r sglodion yn defnyddio arbennig a adeiledig yn hidlo sy'n atal pigau yn effeithiol ac yn sicrhau uchafswm cywirdeb data.
• Y nifer mwyaf posibl o sglodion y gellir eu cysylltu i un bws yn gyfyngedig yn unig gan ei gallu mwyaf posibl o 400 PF.

Manteision ar gyfer dylunwyr

Gall rhyngwyneb I2C, yn ogystal â phob sglodion gydnaws gyflymu'r sylweddol i fyny y broses ddatblygu, o'r cylched swyddogaethol i'w prototeip terfynol. Dylid nodi, oherwydd y posibilrwydd o sglodion o'r fath yn cysylltu yn uniongyrchol i'r bws heb ddefnyddio pob math o cylchedau ychwanegol yn cael ei ddarparu lle i uwchraddio pellach ac addasu system brototeip drwy ddatgysylltu'r a chysylltu amrywiol ddyfeisiau o'r bws.

Mae llawer o fanteision sy'n gosod y rhyngwyneb I2C. Mae'r disgrifiad, yn arbennig, yn eich galluogi i weld y manteision canlynol i ddylunwyr:

• Blociau yn y diagram swyddogaethol llawn yn cyfateb i sglodion, ac felly yn sicrhau trosglwyddiad ddigon cyflym o egwyddor swyddogaethol.
• Nid oes angen i ddatblygu rhyngwynebau bysiau, oherwydd bod y teiar yn cael ei integreiddio i ddechrau mewn sglodyn arbennig.
• cyfathrebu a mynd i'r afael protocolau o ddyfeisiau integredig yn caniatáu i'r system gael ei llawn meddalwedd diffiniedig.
• Gall yr un mathau o sglodion yn cael ei ddefnyddio os bydd angen yn hollol wahanol geisiadau.
• cyfanswm yr amser datblygu yn cael ei ostwng yn sylweddol o ganlyniad i'r ffaith y gall dylunwyr ddod yn gyfarwydd â'r blociau swyddogaeth mwyaf a ddefnyddir yn aml, yn ogystal â phob math o sglodion yn eithaf cyflym.
• Os dymunir, gallwch ychwanegu neu ddileu sglodion o'r system, ac nid yw'n cael llawer o effaith ar offer eraill sy'n gysylltiedig â'r un bws.
• Gall cyfanswm yr amser datblygu meddalwedd yn cael ei leihau yn sylweddol oherwydd y ffaith bod yn cael defnyddio llyfrgell o fodiwlau meddalwedd y gellir eu hailddefnyddio.

Yn ogystal, mae'n werth nodi gweithdrefn ddiagnostig syml dros ben am unrhyw fethiannau a debugging pellach, sy'n wahanol rhyngwyneb I2C. Disgrifiad dweud, os bydd angen, gallwch heb unrhyw anhawster yn syth olrhain hyd yn oed mân gwyriadau yn gweithredu offer o'r fath ac, o ganlyniad, yn cymryd y camau priodol. Hefyd yn werth nodi yw bod y dylunwyr wedi darparu atebion arbennig, sydd, yn benodol, yn eithaf deniadol ar gyfer amrywiaeth o offer a systemau sy'n darparu batri-powered cludadwy, gan ddefnyddio'r rhyngwyneb I2C. yn Rwsia Mae'r disgrifiad hefyd yn nodi bod ei gais yn caniatáu ar gyfer y manteision pwysig canlynol:

• ymwrthedd ddigon uchel i unrhyw aflonyddwch yn digwydd.
• Defnydd o ynni isel iawn.
• Eang amrediad foltedd cyflenwi.
• Mae amrediad tymheredd eang.

Budd-daliadau i dechnolegwyr

Mae'n werth nodi dylunwyr sydd nid yn unig, ond hefyd y dechnoleg yn aml yn eithaf diweddar dechrau defnyddio rhyngwyneb I2C pwrpasol. i ddisgrifiad Rwsia yn dangos amrywiaeth eithaf eang o fanteision, sy'n cael eu darparu i categori hwn o weithwyr proffesiynol:

• Safon dwy wifren bws serial gyda rhyngwyneb yn helpu i leihau'r cysylltiad rhwng sglodion, hynny yw, maent yn cyflwyno llai o gysylltiad ac yn ei gwneud yn ofynnol llai o draciau, gan wneud Nid yw byrddau cylched printiedig mor ddrud ac mae ganddynt faint llawer llai.
• Hollol integredig LCD1602 rhyngwyneb I2C neu ryw opsiwn arall yn dileu'r angen i ddefnyddio'r decoder cyfeiriad, yn ogystal â rhesymeg bas allanol eraill.
• Mae'n darparu y gallu i ddefnyddio yr un pryd sawl sy'n arwain at fws, sy'n cyflymu profi ac addasu dilynol y cyfarpar yn sylweddol, gan y gall y bws yn cael ei gysylltu â llinell cynulliad cyfrifiadurol.
• Argaeledd gydnaws gyda sglodion rhai mewn VSO rhyngwyneb, SO ac yn gallu arbenigol DIL-becyn lleihau'n sylweddol y gofynion i faint ddyfais.

Dim ond rhestr fer o fudd-daliadau y mae gwahanol I2C LCD1602 rhyngwyneb ac eraill. Hefyd, gall sglodion gydnaws cynyddu'n sylweddol hyblygrwydd y system a ddefnyddir i ddarparu adeiladu syml dros ben o wahanol opsiynau offer, yn ogystal â uwchraddio gymharol hawdd i gael cymorth pellach ar y lefel bresennol o ddatblygiad. Felly, mae'n bosibl datblygu teulu cyfan o offer gwahanol, gan ddefnyddio fel sail model sylfaenol penodol.

Gellir moderneiddio pellach am y cyfarpar ac ehangu ei swyddogaethau yn cael eu cyflawni drwy gysylltiad safonol i'r bws sy'n cyfateb i'r sglodion gan ddefnyddio'r rhyngwyneb 2C Arduino neu unrhyw un arall o'r rhestr sydd ar gael. Os oes angen i gael mwy o ROM, ac os felly bydd yn ddigonol yn unig i ddewis microcontroller arall yn cael swm cynyddol o ROM. Ers y sglodion diweddaru os oes angen gallu i gymryd lle yn llwyr yr hen rai, gallwch yn hawdd ychwanegu nodweddion newydd i offer neu i gynyddu ei berfformiad cyffredinol gan datgysylltu confensiynol sglodion eisoes darfodedig ac ymhellach yn eu lle gydag offer newydd.

ACCESS.bus

Oherwydd y ffaith bod y teiar yn cael dwy wifren natur, a'r gallu i raglennu mynd i'r afael ACCESS.bus ar gyfer un o'r llwyfannau mwyaf delfrydol yn union rhyngwyneb I2C. Manyleb (disgrifiad yn Rwsieg yn cael ei chyflwyno yn yr erthygl), ddyfais hon yn ei gwneud yn ddewis amgen llawer rhatach i fynd ati i ddefnyddio cynharach rhyngwyneb RS-232C ar gyfer cysylltu gwahanol perifferolion i gyfrifiaduron gan ddefnyddio safon yn defnyddio pedwar-gysylltydd.

Cyflwyniad i'r fanyleb

Ar gyfer ceisiadau uwch reolaeth 8-bit, sy'n defnyddio microcontrollers, yn darparu'r gallu i osod nifer o feini prawf dylunio:

• system gyflawn yn y rhan fwyaf o achosion manteisiol yn cynnwys microcontroller ac eraill pherifferolion, gan gynnwys y cof ac amryw borthladdoedd mewnbwn / allbwn;
• Dylai cyfanswm y gost o gyfuno y gwahanol ddyfeisiau yn cael ei lleihau yn hynod o fewn un system;
• Nid system sy'n cael ei ymddiriedwyd â swyddogaethau rheoli, yn darparu ar gyfer yr angen i ddarparu trosglwyddo data cyflymder uchel;
• effeithlonrwydd cyffredinol yn dibynnu yn uniongyrchol ar yr offer, yn ogystal â natur y bws cysylltu.

I ddatblygu'r system, cydymffurfio'n llawn â'r meini prawf uchod, bydd angen i chi ddefnyddio'r bws y mae'r rhyngwyneb cyfresol I2C i gael ei ddefnyddio. Er gwaethaf y ffaith bod cyfresol cyfochrog lled band bws, mae angen llai o gysylltiadau a llai o sglodion cyswllt. Ni ddylem anghofio'r ffaith bod y teiar yn cynnwys nid yn unig y gwifrau cysylltu, ond hefyd amrywiaeth o fformatau a gweithdrefnau angenrheidiol i sicrhau cyfathrebu o fewn y system.

Mae'n rhaid i Dyfais ar gyfer cyfathrebu sy'n defnyddio rhyngwyneb I2C feddalwedd emulation neu y teiar brotocol penodol sy'n caniatáu gwahanol bosibiliadau preempt gwrthdrawiad, colled neu wybodaeth flocio. Yn y dyfeisiau cyflym fod yn gallu cysylltu araf, ac ar yr un pryd na ddylai'r system yn dibynnu ar y cyfarpar cysylltiedig, gan na all fel arall holl welliannau ac addasiadau yn cael eu defnyddio. Mae hefyd yn angenrheidiol i ddatblygu weithdrefn y gwir gosod, dyfais arbennig ar hyn o bryd yn darparu bws rheoli a phryd. Yn ogystal, os yw'r dyfeisiau gwahanol yn cael gwahanol amlder cloc, yn cael eu cysylltu â'r un bws, mae angen i benderfynu ar y ffynhonnell ei synchronization. Mae pob un o'r meini prawf hyn rhyngwyneb I2C gyfer AVR ac unrhyw un arall ar y rhestr hon cyfatebol.

Mae'r cysyniad sylfaenol

Gall bws I2C cefnogi unrhyw dechnoleg sglodion a ddefnyddiwyd. Rhyngwyneb I2C LabVIEW ac yn debyg iddo yn golygu defnyddio dwy linell ar gyfer trosglwyddo gwybodaeth - a cydamseru data. Unrhyw ddyfais sydd wedi'i gysylltu felly canfod oherwydd gyfeiriad unigryw, heb ystyried a yw'n byffer LCD, y microcontroller, cof neu rhyngwyneb bysellfwrdd, ac felly yn gallu gweithredu fel trosglwyddydd neu dderbynnydd, yn dibynnu ar y diben y penodol fwriedir offer hwn.

Yn y rhan fwyaf o achosion manteisiol byffer LCD yw derbynnydd safonol, ac efallai cof nid yn unig yn ei dderbyn, ond hefyd drosglwyddo data amrywiol. Yn ogystal, gall y broses o symud dyfeisiadau gwybodaeth yn cael ei dosbarthu fel caethwas a meistr.

Yn yr achos hwn, a elwir yn y ddyfais yn cael ei meistr sy'n cychwyn y trosglwyddo data a signalau synchronizing yn cael eu creu. Yn yr achos hwn, rhaid i unrhyw ddyfeisiau gyfeiriedig yn cael eu hystyried mewn perthynas â'i caethweision.

rhyngwyneb cyfathrebu I2C yn darparu ar gyfer nifer o arwain, hy, mwy nag un ddyfais sy'n gallu rheolaeth ar y bws yn gallu cysylltu ag ef. Y gallu i ddefnyddio mwy nag un microcontroller i teiars yn dangos y gall mwy nag un llu yn cael ei anfon ar unrhyw adeg benodol. Er mwyn dileu'r anhrefn posibl y risgiau digwydd pan fydd sefyllfa o'r fath yn codi, rydym yn datblygu gweithdrefn gyflafareddu arbenigol, sy'n defnyddio rhyngwyneb I2C. Expanders a dyfeisiau eraill yn darparu ar gyfer y cysylltiad dyfeisiau i'r bws ar y rheol hyn a elwir o I. cynulliad

Cynhyrchu y signal amseru yn ddyletswydd y meistr, ac mae pob un yn cynhyrchu ei signal hun yn ystod y trosglwyddo data, ac ymhellach gall newid dim ond mewn achos ei fod yn "tynnu" y gwas araf neu feistr arall pan gwrthdrawiad yn digwydd.

lleoliadau cyffredinol

Fel SCL, SDA a llinellau deugyfeiriadol sydd wedi eu cysylltu i ffynhonnell pŵer cadarnhaol drwy gwrthydd pullup. Pan fydd y teiar yn hollol rhad ac am ddim, mae pob llinell mewn sefyllfa uchel. Mae'n rhaid i'r camau allbwn o ddyfeisiau sy'n cael eu cysylltu â'r bws yn cael swyddogaeth agored ddraen neu agored gasglwr y gellid eu darparu drwy'r wybodaeth rhyngwyneb mowntio IM I2C Efallai ei drosglwyddo ar gyfradd o ddim mwy na 400 kbit / s yn y modd cyflym, tra yn y cyflymder safonol llai na 100 kbit / s. Cyfanswm y nifer o ddyfeisiau y gellir eu cysylltu ar yr un pryd i'r bws, yn dibynnu yn unig ar un paramedr. Nid yw'r cynhwysedd y llinell yn fwy na 400 PF.

cadarnhad

Cadarnhad yn weithdrefn orfodol yn y trosglwyddiad data. Arwain yn cynhyrchu curiad synchronization cyfatebol, tra bod y trosglwyddydd yn rhyddhau'r llinell SDA yn ystod y cloc fel cadarnhad. Wedi hynny, rhaid i'r derbynnydd sicrhau llinell SDA cadw sefydlog ar gyfer y wladwriaeth cloc uchel stably yn y cyflwr isel. Yn yr achos hwn, mae angen cymryd i ystyriaeth y setup a dal.

Yn y rhan fwyaf o achosion mae'n rhaid derbynnydd afael fanteisiol o reidrwydd yn cynhyrchu cydnabod ar ôl pob beit a dderbyniwyd, a dim ond yr unig eithriad yma'n sefyllfaoedd hynny lle ddechrau anfon cynnwys cyfeiriad CBUS.

Os nad yw'r derbynnydd caethweision yn bosibl i anfon cadarnhad o'i gyfeiriad ei hun, mae angen i adael y llinell data mewn cyflwr uchel, ac yna bydd yr hwylusydd yn arwydd y posibilrwydd o gyhoeddi "stop", a fydd yn torri ar draws y anfon yr holl wybodaeth. Os yw'r cyfeiriad wedi cael ei wirio, ond ni ellir ei yrru am amser hir bellach yn derbyn unrhyw ddata hefyd yn cael ei dorri drwy anfon sy'n arwain. Er mwyn gwneud hyn, nid yw'r caethweision yn cadarnhau'r beit a dderbyniwyd nesaf a dim ond yn gadael y llinell data HIGH, fel bod y meistr yn cynhyrchu signal "Stop".

Os bydd y weithdrefn anfon ymlaen, yn darparu ar gyfer meistr-derbynnydd, yn yr achos hwn, rhaid iddo roi gwybod i'r diwedd y trosglwyddo caethweision a gynhaliwyd, ac nid yw'n cael ei gadarnhau gan y derbyniwyd byte diwethaf. Yn yr achos hwn, mae'r trosglwyddydd caethweision ar unwaith rhyddhau'r llinell data i arwain gallu cynhyrchu arwydd "Stop" neu ailadrodd y signal unwaith eto y "Start".

I wirio argaeledd yr offer, gallwch roi cynnig ar fynd i mewn i'r enghreifftiau safonol o frasluniau ar gyfer y rhyngwyneb Arduino I2C, fel yn y llun uchod.

cyflafareddu

Gall plwm ddechrau gwybodaeth anfon ymlaen dim ond ar ôl rhyddhau cyflawn o'r teiars, ond gall dau neu fwy arweiniol yn treulio y genhedlaeth o gychwyn signal ar y pryd gadw lleiaf. Mae hyn yn y pen draw yn arwain at signal pendant "cychwyn" ar y bws.

Mae gwaith a wnaed ar y SDA bws cyflafareddu eiliadau hynny nes SCL-bws yn y cyflwr uchel. Os yw un o'r prif dechrau i drosglwyddo'r llinell data isel, ond y llall - yn uchel, yna mae'r olaf yn gwbl ddigyswllt ohono, gan nad yw'r cyflwr SDL yn gyflwr priodol uwch o'i estyniad.

Gall Parhad y cyflafareddu yn cael ei berfformio ar nifer o ddarnau. Oherwydd y ffaith bod y cyfeiriadau cyntaf yn cael eu trosglwyddo ac yna data, efallai y cyflafareddu yn para tan ddiwedd y cyfeiriad, ac os bydd yn cael ei afael arwain yr un ddyfais, yn yr achos hwn, bydd yn cymryd rhan a data amrywiol yn y broses gymrodeddu. Oherwydd y cyflafareddu hwn nad yw data cynllun yn cael ei golli mewn achos o unrhyw wrthdrawiad.

Os bydd y meistr yn colli cyflafareddu, ac os felly gall gyhoeddi SCL corbys synchronization i'r beit diwedd, ac y mae wedi'i golli gael mynediad.