/ / I2C interface: תיאור בשפה הרוסית

ממשק I2C: תיאור בשפה הרוסית

במכשירי בית מודרניים, תעשייתייםאלקטרוניקה וציוד תקשורת שונים לעתים קרובות למדי ניתן למצוא פתרונות דומים, אם כי מוצרים יכולים להיות כמעט לא קשורים. לדוגמה, כמעט כל מערכת כוללת את הדברים הבאים:

  • מסוים "חכם" הצומת שליטה, אשר ברוב המקרים הוא microcomputer בודד;
  • כללי הצומת כגון LCD, RAM, יציאות קלט / פלט, מאגרים EEPROM, או ממירים נתונים מיוחדים;
  • צמתים ספציפיים הכוללים כוונון דיגיטלי ומעגלים לעיבוד אותות למערכות וידאו ורדיו.

כיצד לייעל את השימוש שלהם?

תיאור קצר של הממשקים uart spi i2c

כדי להבטיח את היעיל ביותרבאמצעות פתרונות נפוצים כאלה לטובת המעצבים והיצרנים עצמם, כמו גם כדי להגדיל את הביצועים הכוללים של חומרה שונים לפשט את עיצוב המעגל בשימוש, פיליפס יצא לפתח אוטובוס דו כיווני פשוט דו כיווני המספק את השליטה intermicrocircuit פרודוקטיבי ביותר. אוטובוס זה מספק העברת נתונים דרך ממשק I2C.

עד כה, הטווח שצויןהיצרן כולל יותר מ 150 CMOS, כמו גם התקנים דו קוטביים התואמים I2C והם נועדו לפעול בכל הקטגוריות המפורטות. יש לציין כי ממשק I2C בנוי בתחילה לתוך כל התקנים תואמים, בשל אשר הם יכולים לתקשר בקלות אחד עם השני באמצעות אוטובוס מיוחד. בשל השימוש של פתרון עיצוב כזה, ניתן היה לפתור מספר גדול למדי של בעיות הממשק של ציוד שונים, וזה די אופייני לפיתוח של מערכות דיגיטליות.

יתרונות עיקריים

ממשק

גם אם אתה מסתכל על תיאור קצר של UART ממשקים, SPI, I2C, אתה יכול להדגיש את היתרונות הבאים של האחרון:

  • כדי לעבוד, אתה צריך רק שתי שורות - סנכרוןואת הנתונים. כל מכשיר שמתחבר לאוטובוס כזה יכול להיות יותר פרוגרמטית פנה לכתובת ייחודית לחלוטין. בכל רגע יש מערכת יחסים פשוטה שמאפשרת למאסטר לעבוד כמשדר-אב או כמאסטר-מקלט.
  • צמיג זה מספק את ההזדמנותמספר מנהלים בו זמנית, לספק את כל האמצעים הדרושים לקביעת עימותים, כמו גם בוררות, אשר מסייע במניעת שחיתות נתונים במקרה ששני המאסטרים או יותר להתחיל להעביר מידע בו זמנית. במצב הסטנדרטי, רק שידור סיביות נתונים של 8 סיביות מסופק במהירות של לא יותר מ 100 kbps, במצב מהיר זה הסף ניתן להגדיל ארבע פעמים.
  • שבבי להשתמש מסנן מובנה מיוחד, אשר למעשה מדכא נחשולים ומבטיח שלמות נתונים מקסימלית.
  • המספר המרבי האפשרי של microcircuits שניתן לחבר לאוטובוס אחד מוגבל רק על ידי קיבולת מקסימלית האפשרית של 400 pF.

הטבות למעצבים

ממשק i2c lcd1602

ממשק I2C, כמו גם את כל המעגלים התואמיםלאפשר באופן משמעותי להאיץ את תהליך הפיתוח, מן התוכנית תפקודית אב טיפוס הסופי שלה. ראוי לציין כי בשל האפשרות לחבר את השבבים הללו ישירות לאוטובוס ללא שימוש במעגלים נוספים, יש מקום למודרניזציה ושינוי נוספים של מערכת האב-טיפוס על ידי ניתוק וחיבור של התקנים שונים מהאוטובוס.

ישנם יתרונות רבים המבדילים את ממשק I2C. התיאור, בפרט, מאפשר לך לראות את היתרונות הבאים עבור מעצבים:

  • בלוקים על התפקוד הפונקציונלי לחלוטין תואמים את שבבים, ובמקביל מובטחת מעבר מהיר מספיק מ פונקציונלי עד היסוד.
  • אין צורך לעסוק בפיתוח של ממשקי האוטובוסים, כי האוטובוס כבר משולב בתחילה בשבבים מיוחדים.
  • פרוטוקולים משולבים להעברת מידע ופניות להתקנים מאפשרים למערכת להיות ניתנת לתכנות באופן מלא.
  • אותם סוגים של שבבים, במידת הצורך, ניתן להשתמש ביישומים שונים לחלוטין.
  • זמן הפיתוח הכולל מופחת באופן משמעותי על ידיכי מעצבים יכולים במהירות להכיר את בלוקים פונקציונליים בשימוש הנפוץ ביותר, כמו גם כל מיני microcircuits.
  • אם תרצה, באפשרותך להוסיף או להסיר מהשבבים של המערכת, ואין לה השפעה מיוחדת על ציוד אחר המחובר לאותו אוטובוס.
  • זמן הפיתוח הכולל של התוכנה יכול להיות מופחת באופן משמעותי בשל העובדה כי מותר להשתמש בספריה של מודולי תוכנה לשימוש חוזר.

בין היתר, ראוי לציין מאודהליך פשוט לאבחון כשלים ואיתור באגים נוסף, אשר שונה עבור ממשק I2C. התיאור אומר שאם יש צורך, אתה יכול מיד לעקוב אחר סטיות אפילו קטין בתפעול של ציוד כזה, בהתאם, לנקוט בצעדים המתאימים. ראוי גם לציין כי מעצבים לקבל פתרונות מיוחדים, אשר, בפרט, הם אטרקטיביים למדי עבור ציוד נייד שונים ומערכות המספקים כוח סוללה באמצעות ממשק I2C. התיאור ברוסית מלמד גם כי השימוש בו מאפשר את היתרונות הבאים:

  • רמה גבוהה מספיק של התנגדות לכל הפרעה הנובעת.
  • צריכת אנרגיה נמוכה במיוחד.
  • המגוון הרחב ביותר של מתח האספקה.
  • טווח טמפרטורות רחב.

יתרונות לטכנאים

ראוי לציין כי לא רק מעצבים, אלא גםהטכנולוגים די לאחרונה לאחרונה באמצעות ממשק I2C המקצועית. התיאור ברוסית מציין מגוון רחב למדי של יתרונות המסופקים על ידי קטגוריה זו של מומחים:

  • תקן שני אוטובוס טורי עםממשק זה מאפשר לך למזער את החיבורים בין הצ 'יפס, כלומר, יש להם פחות קשרים דורשים פחות מסלולים, כך לוחות מעגלים מודפסים הם לא כל כך יקר יש ממדים קטנים בהרבה.
  • LCD1602 ממשק משולב במלואו I2C או אפשרות אחרת לחלוטין מבטלת את הצורך להשתמש מפענחי כתובת, כמו גם אחרים היגיון חיצוני בסדר.
  • אפשרות השימוש מסופקתבאותו זמן, מספר נהגים על אוטובוס כזה, אשר מאיצה באופן משמעותי בדיקות ההתקנה לאחר ההתקנה, שכן האוטובוס יכול להיות מחובר למחשב קו הרכבה.
  • הזמינות של שבבי ממשק זה בחבילת VSO, SO ו- DIL מיוחדת יכולה להפחית באופן משמעותי את הדרישות לגודל ההתקן.

זוהי רק רשימה קצרה של היתרונותממשק I2C שונים LCD1602 ואחרים. בנוסף, שבבים תואמים יכולים להגדיל באופן משמעותי את הגמישות של המערכת בשימוש, מתן עיצוב פשוט ביותר של אפשרויות ציוד שונים, כמו גם שדרוגים קלים יחסית כדי להמשיך ולתמוך בפיתוח ברמה המודרנית. לכן, ניתן לפתח משפחה שלמה של ציוד שונים, תוך שימוש כבסיס מודל בסיסי מסוים.

עוד ציוד שדרוגים והרחבההפונקציות שלו יכול להתבצע באמצעות חיבור אוטובוס רגיל שבב המקביל באמצעות ממשק 2C של Arduino או כל רשימה אחרת של הרשימה. אם זה נדרש לספק ROM גדול יותר, אז במקרה זה זה יספיק רק כדי לבחור מיקרוסקולר אחר בעל נפח ROM גדל. מאז שבבים מעודכנים, אם יש צורך, יכול להחליף לחלוטין את הישנים, אתה יכול בקלות להוסיף נכסים חדשים לציוד או להגדיל את הביצועים הכוללים על ידי פשוט ניתוק השבבים מיושן כבר ולאחר מכן להחליף אותם עם ציוד חדש יותר.

ACCESS.bus

בשל העובדה כי האוטובוס יש שני תילטבע, כמו גם את האפשרות של תוכנה פונה, עבור ACCESS.bus אחד הפלטפורמות האידיאלי ביותר הוא ממשק I2C. המפרט (המתואר ברוסית במאמר) של מכשיר זה עושה את זה חלופה זולה הרבה יותר לממשק RS-232C בעבר בשימוש נרחב לחיבור ציוד היקפי שונים למחשבים באמצעות מחבר רגיל ארבעה פינים.

מבוא למפרט

ממשק תיאור i2c בשפה הרוסית

עבור יישומי בקרה מודרניים של 8 סיביות המשתמשים במיקרו-בקרים, ניתן לקבוע כמה קריטריוני עיצוב:

  • המערכת כוללת בעיקר מיקרו-בקר אחד והתקנים היקפיים אחרים, כולל זיכרון וכל מיני יציאות I / O;
  • העלות הכוללת של שילוב של מכשירים שונים בתוך מערכת אחת צריך להיות ממוזער מאוד;
  • המערכת המופקדת על פונקציות הניהול אינה מעידה על הצורך בהעברת מידע במהירות גבוהה;
  • היעילות הכוללת תלויה ישירות על הציוד שנבחר, כמו גם על אופי האוטובוס המחבר.

לפתח מערכת תואמת לחלוטיןהקריטריונים המפורטים, עליך להשתמש באוטובוס, אשר ישתמש ממשק טורי I2C. למרות העובדה כי האוטובוס הטורי אין רוחב פס מקביל, זה דורש פחות קשרים, כמו גם פחות אנשי קשר microcircuit. אין לשכוח שהאוטובוס כולל לא רק חוטי חיבור, אלא גם נהלים ופורמטים שונים הדרושים להבטחת תקשורת בתוך המערכת.

התקנים שבהם נעשה שימוש בתקשורתאמולציית תוכנה של ממשק I2C או את האוטובוס המתאים חייב להיות פרוטוקול ספציפי המאפשר לך למנוע אפשרויות שונות של התנגשות, אובדן או חסימת מידע. התקנים מהירים חייבים להיות מסוגלים לתקשר עם אלה איטיים המערכת לא צריכה לסמוך על הציוד המחובר אליו, אחרת כל שיפורים ושינויים לא יוכלו לשמש. זה גם הכרחי לפתח הליך בעזרת אשר מציאותי כדי לקבוע איזה מכשיר ספציפי כרגע שולטת באוטובוס ובאיזו נקודה בזמן. בנוסף, אם התקנים שונים בעלי תדר שעון שונים מחוברים לאותו אוטובוס, עליך לקבוע את מקור הסנכרון שלו. כל הקריטריונים הללו תואמים את ממשק I2C עבור הרסיבר וכל רשימה אחרת של רשימה זו.

מושג בסיסי

ממשק i2c מפרט תיאור ברוסית

אוטובוס I2C יכול לתמוך בכל שימושטכניקות ייצור IC. ממשק LabVIEW I2C ודומיהם הדומים לו, מאפשרים שימוש בשני קווים להעברת מידע - נתונים וסינכרון. כל התקן המחובר בדרך זו מזוהה על ידי כתובת ייחודית, ללא קשר לשאלה אם הוא חיץ LCD, מיקרו-בקר, זיכרון או ממשק מקלדת, ויכול לפעול כמקלט או משדר בהתאם למה בדיוק ציוד זה מיועד.

ברוב המקרים LCD-bufferזהו מקלט סטנדרטי, והזיכרון יכול לא רק לקבל אלא גם להעביר נתונים שונים. בנוסף, על פי תהליך של העברת מידע התקנים ניתן לסווג מונע ומוביל.

במקרה זה, המאסטר הוא המכשיר,אשר יוזם העברת נתונים, וגם מייצר אותות סינכרון. במקרה זה, כל המכשירים שניתן להתייחס אליהם ייחשבו כעבדים ביחס אליה.

ממשק התקשורת של I2C מספק זמינות מיידית.כמה מנהיגים, כלומר, יותר ממכשיר אחד המסוגל לשלוט על האוטובוס, מסוגל להתחבר אליו. האפשרות של שימוש ביותר ממיקרו בקר אחד על אוטובוס אחד מציעה כי יותר מאחד יכול להישלח בנקודת זמן מסוימת. כדי לחסל את התוהו ובוהו הפוטנציאלי שעלול להתעורר כאשר מצב כזה מתעורר, פותח נוהל בוררות מיוחד, שבו משתמש ממשק I2C. מרחיבים ומכשירים אחרים מספקים חיבור של מכשירים לאוטובוס על פי מה שקרוי כלל ההתקנה I.

הדור של אות השעון הואהחובה של המאסטר, וכל אחד מהם מייצר את האות שלו בתהליך של שליחת נתונים, ובעתיד זה יכול להיות שונה רק אם הוא "נשלף" על ידי התקן עבדים איטי או הורים אחרים כאשר מתרחשת התנגשות.

אופציות כלליות

הן SCL והן SDAדו-כיווניים המתחברים למקור מתח חיובי באמצעות נגד משיכה. כאשר הצמיג הוא לגמרי בחינם, כל שורה נמצאת במיקום גבוה. שלבי הפלט של ההתקנים המחוברים לאוטובוס חייבים להיות פתוחים או בריחים פתוחים, כך שניתן יהיה לספק את ההתקנה באמצעות ממשק I2C במהירות של לא יותר מ 400 kbit / s במצב מהיר, במצב רגיל אינו עולה על 100 kbps. המספר הכולל של התקנים שניתן לחבר בו זמנית לאוטובוס תלוי בפרמטר אחד בלבד. זה קו קיבולת של לא יותר מ 400 pf.

אישור

תיאור i2c ממשק

נדרש אימותהליך בתהליך העברת הנתונים. המאסטר מייצר דופק סינכרון מתאים, בעוד המשדר משחרר את קו ה- SDA במהלך הדופק סינכרון זה כאישור. לאחר מכן, המקלט חייב להבטיח שימור יציב של קו SDA במהלך המדינה הגבוהה של הדופק סינכרון במצב נמוך יציבה. במקרה זה, יש צורך לקחת בחשבון את זמן ההתקנה ושימור.

ברוב המקריםמקלט המטפל חייב לקבל אישור לאחר כל בית קיבל, היוצא מן הכלל היחיד כאן הוא כאשר נקודת ההתחלה כוללת כתובת CBUS.

אם מקלט העבדים אינו אפשרילשלוח אישור של הכתובת שלך, אתה צריך לעזוב את קו הנתונים במצב גבוה, ולאחר מכן את המציג תהיה אפשרות של הנפקת "עצור" האות כי יפסיק לשלוח את כל המידע. אם הכתובת אושרה, אבל העבד לא יכול לקבל נתונים במשך זמן רב יותר, החבילה חייבת להיות מופרעת על ידי המאסטר. כדי לעשות זאת, העבד אינו מאשר את הבאט שהתקבל הבא ופשוט משאיר את קו הנתונים במצב גבוה, וכתוצאה מכך האות להפסיק נוצר.

אם נוהל המשלוח מספקנוכחותו של המקלט הראשי, ובמקרה זה עליו להודיע ​​לעבד על סיום ההעברה, וזה נעשה על ידי לא מאשר את הבית האחרון שהתקבל. במקרה זה, משדר העבדים מיד משחרר את קו הנתונים כך שהמאסטר יכול להוציא אות "עצור" או לחזור על האות "התחל" שוב.

כדי לבדוק את ביצועי הציוד, אתה יכול לנסות להזין דוגמאות סטנדרטיות של סקיצות עבור ממשק I2C ב Arduino, כמו בתמונה לעיל.

בוררות

ממשק ארדינו

המוביל יכול להתחיל לשלוח מידערק לאחר הצמיג הוא שוחרר לחלוטין, אבל שני מנהיגים או יותר יכול ליצור אות התחלה בזמן שמירה מינימלית. זה בסופו של דבר מוביל אות "התחל" ספציפי על האוטובוס.

העבודה של בוררות מתבצעת על אוטובוס SDA באותםרגעים בעוד אוטובוס SCL במצב גבוה. אם אחד המנהיגים מתחיל להעביר רמה נמוכה לקו הנתונים, אבל השני הוא גבוה, האחרון לחלוטין מתנתק ממנו, כי המדינה SDL אינו תואם את המדינה הגבוהה של הקו הפנימי שלה.

ניתן להמשיך בבוררותעל כמה סיביות. בשל העובדה כי הכתובת מועברת הראשונה, ולאחר מכן את הנתונים, הבוררות יכול להיות משך עד סוף הכתובת, ואם אותו מכשיר הוא פנה על ידי המתווכים, ואז נתונים שונים ישתתפו בבוררות. בשל תוכנית בוררות זו, אם יש התנגשויות, הנתונים לא יאבדו.

אם המאסטר מאבד את הבוררות, אז הוא יכול להוציא פולסים סינכרון ב SCL עד סוף הבית, במהלכו גישה אבד.

חדשות קשורות


תגובות (0)

הוסף תגובה