I2C ინტერფეისის აღწერა რუსულ

თანამედროვე საყოფაცხოვრებო ტექნიკით, სამრეწველო ელექტრონიკა და სხვადასხვა სატელეკომუნიკაციო გვხვდება საკმაოდ ხშირად მსგავსი გადაწყვეტილებები, მაგრამ პროდუქტი შეიძლება პრაქტიკულად დაკავშირებული ერთმანეთთან. მაგალითად, პრაქტიკულად ყველა სისტემის მოიცავს:

• გარკვეული "ჭკვიანი" კონტროლის ერთეული, რომელიც ხელსაყრელი უმეტეს შემთხვევაში წარმოადგენს ერთ ბროლის მიკროკომპიუტერული;
• საერთო დანიშნულების ერთეული, როგორიცაა LCD ბუფერული, RAM, I / O პორტები, EEPROM ან სპეციალიზებული მონაცემების კონვერტორები;
• კონკრეტული კომპონენტების, მათ შორის ციფრული ჩართვა კონფიგურაცია და მკურნალობა ვიდეო სიგნალები და რადიო.

როგორ ოპტიმიზაცია მათი გამოყენება?

იმისათვის, რომ ყველაზე ეფექტური გამოყენება ამ ზოგადი გადაწყვეტილებები საკეთილდღეოდ დიზაინერების და მწარმოებლები თავს, ისევე, როგორც, რომ გაიზარდოს საერთო დონის შესრულება სხვადასხვა აპარატურა და გამარტივების ჩართვა კვანძების გამოიყენება, კომპანია Philips შეიქმნა იმისათვის, რომ განვითარდეს ძალიან მარტივი ორი მავთული bidirectional ავტობუსი, რომელიც უზრუნველყოფს ყველაზე პროდუქტიული mezhmikroskhemnoe კონტროლი. ეს ავტობუსი უზრუნველყოფს მონაცემთა გადაცემის მეშვეობით I2C ინტერფეისი.

დღეისათვის სპექტრი მითითებული მწარმოებლის მიერ მოიცავს 150-ზე მეტი CMOS და ბიპოლარული მოწყობილობები, რომლებიც თავსებადი I2C და განკუთვნილია ჩატარება მუშაობა ნებისმიერ ჩამოთვლილ კატეგორიაში. აღსანიშნავია, რომ I2C ინტერფეისი თავდაპირველად აშენდა შევიდა ყველა თავსებადი მოწყობილობების, იმის გამო, რომელიც მათ შეუძლიათ უპრობლემოდ დაუკავშირდეს ერთმანეთს გამოყენებით სპეციალური ავტობუსი. გამოყენების გზით ამ დიზაინის გადაწყვეტა აღმოჩნდა გადაწყვიტოს მთელი რიგი პრობლემები დაწყვილების სხვადასხვა მოწყობილობები, რომელიც საკმაოდ დამახასიათებელი ფარგლებს განვითარების ციფრული სისტემები.

მთავარი უპირატესობა

მაშინაც კი, თუ გადავხედავთ მოკლე აღწერა UART, SPI, I2C, შეგიძლიათ ხაზი გავუსვა შემდეგი უპირატესობები უკანასკნელის:

• სამუშაო, თქვენ გჭირდებათ მხოლოდ ორი ხაზი - სინქრონიზაცია და მონაცემები. ნებისმიერი მოწყობილობა, რომელიც უკავშირდება ავტობუსი, შეიძლება შემდგომში მიმართა პროგრამული სრულიად უნიკალური მისამართზე. ნებისმიერ დროს, არსებობს მარტივი ურთიერთობა, რომელიც საშუალებას იძლევა წამყვანი ფუნქცია, როგორც master-master გადამცემი ან მიმღები.
• ეს ავტობუსი უზრუნველყოფს უნარი მქონდეს მასპინძლებს, რომელიც უზრუნველყოფს ყველა საჭირო ინსტრუმენტები შეჯახების აღმოჩენისა და არბიტრაჟში, ხელს უშლის მონაცემების კორუფციის იმ შემთხვევაში, თუ ორი ან მეტი ზედა იწყება ერთდროულად გადასცეს ინფორმაცია. სტანდარტული რეჟიმი ითვალისწინებს მხოლოდ რიგითი რვა ბიტიანი მონაცემთა გადაცემის კურსით არა უმეტეს 100 kbit / s, და სწრაფი რეჟიმი, ბარიერი შეიძლება გაიზარდოს ოთხჯერ.
• ჩიპი გამოიყენოს სპეციალური ჩაშენებული ფილტრი, რომელიც ეფექტურად თრგუნავს spikes და უზრუნველყოფს მაქსიმალურ მონაცემთა მთლიანობა.
• მაქსიმალური რაოდენობის ჩიპი, რომელიც შეიძლება იყოს დაკავშირებული ერთი ავტობუსი შემოიფარგლება მხოლოდ მისი მაქსიმალური სიმძლავრე 400 PF.

უპირატესობები დიზაინერები

I2C ინტერფეისი, ისევე როგორც ყველა თავსებადი ჩიპი შეიძლება მნიშვნელოვნად დააჩქარებს განვითარების პროცესში, ფუნქციური ჩართვა მის საბოლოო პროტოტიპი. აღსანიშნავია, რომ იმის გამო, შესაძლებლობა ასეთი ჩიპი დაუკავშირდეთ პირდაპირ ავტობუსის გამოყენების გარეშე ყველა სახის დამატებითი სქემით არის გათვალისწინებული ოთახი შემდგომი ამაღლების და შეცვლის პროტოტიპი სისტემის გაწყვეტის და დამაკავშირებელი სხვადასხვა მოწყობილობები ავტობუსი.

არსებობს უამრავი უპირატესობა აქვს, რომ მითითებული I2C ინტერფეისი. აღწერა, კერძოდ, გაძლევთ საშუალებას ნახოთ შემდეგი უპირატესობები დიზაინერებს:

• ბლოკის ფუნქციური სქემა მთლიანად შეესაბამება ჩიპი, და ამით უზრუნველყოფს საკმარისად სწრაფი გადასვლას ფუნქციური პრინციპით.
• არ არის საჭირო იმისათვის, რომ განავითაროს ავტობუსი ინტერფეისი, იმიტომ, რომ საბურავი თავდაპირველად ინტეგრირებული სპეციალური ჩიპი.
• ინტეგრირებული საკომუნიკაციო და მიმართავენ ოქმები მოწყობილობები საშუალებას იძლევა სისტემის სრულად იქნება პროგრამული განსაზღვრული.
• იგივე სახის ჩიპი შეიძლება გამოყენებულ საჭიროების შემთხვევაში სრულიად განსხვავებული პროგრამა.
• საერთო განვითარების დრო მნიშვნელოვნად შემცირდა იმის გამო, რომ დიზაინერების შეიძლება საკმაოდ სწრაფად გაეცნოს ყველაზე ხშირად გამოყენებული ფუნქცია ბლოკები, ისევე, როგორც ყველა სახის ჩიპი.
• თუ სასურველი, შეგიძლიათ დაამატოთ ან ჩიპების სისტემა, და მას არ აქვს ბევრი გავლენა სხვა აღჭურვილობა უკავშირდება იგივე ავტობუსი.
• საერთო პროგრამული უზრუნველყოფის დამუშავების დროს შეიძლება მნიშვნელოვნად შემცირდა, იმის გამო, რომ არ არსებობს საშუალება გამოიყენოს ბიბლიოთეკა reusable პროგრამული მოდულები.

გარდა ამისა, აღსანიშნავია, ძალიან მარტივი სადიაგნოსტიკო პროცედურას ნებისმიერი წარუმატებლობის და შემდგომი დახვეწის, რომელიც სხვადასხვა I2C ინტერფეისი. აღწერა ამბობს, რომ საჭიროების შემთხვევაში, თქვენ შეგიძლიათ გარეშე ნებისმიერი სირთულის დაუყოვნებლივ აკონტროლოთ თუნდაც უმნიშვნელო გადახრები ექსპლოატაციასთან აღჭურვილობა და, შესაბამისად, მიიღოს შესაბამისი ზომები. ასევე აღსანიშნავია, რომ დიზაინერებს გათვალისწინებული სპეციალური გადაწყვეტილებები, რომელიც, კერძოდ, საკმაოდ მიმზიდველი სხვადასხვა პორტატული მოწყობილობები და სისტემები, რომლებიც უზრუნველყოფს ბატარეის იკვებება გამოყენებით I2C ინტერფეისი. რუსული აღწერა ასევე აღნიშნავს, რომ მისი გამოყენების საშუალებას იძლევა შემდეგი მნიშვნელოვანი უპირატესობები:

• საკმაოდ მაღალი მდგრადობა რაიმე დარღვევა ხდება.
• ძალიან დაბალი ენერგომოხმარება.
• Wide ძაბვის დიაპაზონი.
• ფართო ტემპერატურის დიაპაზონი.

უპირატესობები ტექნოლოგები

აღსანიშნავია, რომ არა მხოლოდ დიზაინერების, არამედ ტექნოლოგია ხშირად საკმაოდ ცოტა ხნის წინ დაიწყო გამოიყენოს თავდადებული I2C ინტერფეისი. რუსული აღწერა მიუთითებს საკმაოდ ფართო სპექტრი უპირატესობები, რომლებიც გათვალისწინებულია ამ კატეგორიაში პროფესიონალები:

• Standard ორი მავთული სერიული ავტობუსი ინტერფეისი ეხმარება მინიმუმამდე კავშირი ჩიპი, რომელიც, ისინი წარმოადგინოს ნაკლები კონტაქტი და მოითხოვს ნაკლები სიმღერები, მიღების ბეჭდვითი სქემის დაფები არ არიან, როგორც ძვირადღირებული და ბევრად უფრო მცირე ზომის.
• ინტეგრირებული I2C ინტერფეისი LCD1602 ან სხვა ვარიანტი აგარიდებთ უნდა გამოვიყენოთ მისამართი decoder, ისევე, როგორც სხვა გარე ზედაპირული ლოგიკა.
• იგი იძლევა გამოყენების უნარი ერთდროულად რამდენიმე წამყვანი გადატანა ავტობუსი, რომელიც არსებითად აჩქარებს ტესტირებისა და შემდგომი კორექტირების აღჭურვილობა, რადგან ავტობუსი შეიძლება დაკავშირებული კომპიუტერის ასამბლეის ხაზი.
• ხელმისაწვდომობა თავსებადი ჩიპი ინტერფეისი VSO, SO და სპეციალიზებული DIL პაკეტი შეიძლება მნიშვნელოვნად შეამციროს მოთხოვნები მოწყობილობის ზომის.

ეს არის მხოლოდ მოკლე ჩამონათვალი სარგებელი, რომ სხვადასხვა I2C ინტერფეისი LCD1602 და სხვები. ასევე თავსებადია ჩიპი მნიშვნელოვნად გაზრდის სისტემის მოქნილობის გამოიყენება უკიდურესად მარტივი მშენებლობა სხვადასხვა მოწყობილობები პარამეტრები, ისევე, როგორც შედარებით ადვილი განახლება შემდგომი მხარდაჭერა მიმდინარე განვითარების დონე. ასე რომ, ეს შესაძლებელია მთელი ოჯახი სხვადასხვა მოწყობილობები, გამოყენებით როგორც საფუძველი გარკვეული ბაზის მოდელი.

დამატებითი მოდერნიზაციის ტექნიკის და გაფართოების მისი ფუნქციები შეიძლება განხორციელდეს მეშვეობით სტანდარტული კავშირი ავტობუსი შესაბამისი ჩიპი გამოყენებით 2C ინტერფეისი Arduino ან ნებისმიერი სხვა არსებული ინვენტარი. საჭიროების შემთხვევაში მიიღოს მეტი ROM, ამ შემთხვევაში ეს საკმარისი იქნება მხოლოდ აირჩიეთ სხვა microcontroller რომელსაც გაზრდილი თანხა ROM. მას შემდეგ, რაც მხრიდან ჩიპი, საჭიროების შემთხვევაში, შეუძლია მთლიანად შეცვალოს ძველი, შეგიძლიათ მარტივად დაამატოთ ახალი თვისებები, აღჭურვილობა და გაზრდის მისი საერთო შესრულების ჩვეულებრივი გაწყვეტის უკვე მოძველებული ჩიპი და შემდგომი შეცვლის მათ ახალი აღჭურვილობა.

ACCESS.bus

იმის გამო, რომ საბურავი აქვს ორი მავთული ხასიათისა და უნარი პროგრამა მიმართული ACCESS.bus ერთი ყველაზე იდეალური პლატფორმა არის ზუსტად I2C ინტერფეისი. სპეციფიკაცია (აღწერა რუსულ წარმოდგენილი მუხლი), ამ მოწყობილობის ხდის ბევრად უფრო იაფი ალტერნატივა აქტიურად იყენებენ ადრე RS-232C ინტერფეისი დამაკავშირებელი სხვადასხვა პერიფერიული კომპიუტერები გამოყენებით სტანდარტული იყენებს ოთხი კონექტორი.

შესავალი დაზუსტება

გაფართოებული პროგრამა 8-bit კონტროლი, რომლებიც იყენებენ microcontrollers, უზრუნველყოფს უნარი დააყენოთ რამოდენიმე დიზაინი კრიტერიუმები:

• სრული სისტემის უმეტეს შემთხვევაში მომგებიანი მოიცავს სამშვიდობო და სხვა პერიფერიის, მათ შორის მეხსიერების და სხვადასხვა input / output პორტები;
• საერთო ღირებულება აერთიანებს სხვადასხვა მოწყობილობები უნდა იყოს ძალიან შემცირებით ერთ სისტემაში;
• სისტემა, რომელიც არის მინდობილი მართვის ფუნქციები, არ არის გათვალისწინებული, რომ საჭიროა უზრუნველყოფს მაღალი სიჩქარით მონაცემთა გადაცემა;
• საერთო ეფექტურობის პირდაპირ დამოკიდებულია ტექნიკა, ისევე როგორც ბუნების დამაკავშირებელი ავტობუსი.

განავითაროს სისტემა, სრულად აკმაყოფილებს ზემოთ ჩამოთვლილ კრიტერიუმებს, თქვენ უნდა გამოვიყენოთ ავტობუსი, რომელშიც I2C სერიული ინტერფეისი უნდა იყოს გამოყენებული. მიუხედავად იმისა, რომ არ არის სერიული ავტობუსის სიჩქარის პარალელურად, მოითხოვს ნაკლები კავშირები და ნაკლები კონტაქტი ჩიპი. ჩვენ არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ საბურავი მოიცავს არა მხოლოდ დამაკავშირებელი ხაზები, არამედ სხვადასხვა ფორმატებში და პროცედურების კომუნიკაციის უზრუნველსაყოფად სისტემაში.

მოწყობილობა კომუნიკაციის, რომ გამოიყენოს პროგრამული ემულაციის I2C ინტერფეისი და საბურავი უნდა ჰქონდეს კონკრეტული პროტოკოლი, რომელიც საშუალებას სხვადასხვა შესაძლებლობები განვსაზღვროთ შეჯახება, დაკარგვა ან ბლოკირება ინფორმაცია. სწრაფი მოწყობილობები უნდა იყოს შეუძლია დაუკავშირდეს ნელი, და, ამავე დროს, სისტემა არ უნდა იყოს დამოკიდებული დაკავშირებული მოწყობილობა, წინააღმდეგ შემთხვევაში, ყველა გაუმჯობესება და ცვლილება არ შეიძლება იყოს გამოყენებული. ასევე აუცილებელია განვითარდეს პროცედურა, რომლის ფაქტობრივი ინსტალაცია, კონკრეტული მოწყობილობა გაკეთებული უზრუნველყოფს კონტროლის ავტობუსი და რა დროს. გარდა ამისა, თუ სხვადასხვა მოწყობილობები მქონე სხვადასხვა სიხშირის, რომლებიც დაკავშირებულია იმავე ავტობუსში, აუცილებელია, რათა დადგინდეს წყარო მისი სინქრონიზაცია. ყველა ამ კრიტერიუმებს შესაბამისი I2C ინტერფეისი AVR და ნებისმიერი სხვა ამ სიაში.

ძირითადი კონცეფცია

I2C ავტობუსი შეუძლია ნებისმიერი ჩიპი ტექნიკა გამოიყენება. ინტერფეისი I2C LabVIEW და ანალოგიური ის ჩართვა გამოყენების ორი ხაზი, ინფორმაციის გადაცემის - და მონაცემების სინქრონიზაცია. ნებისმიერ მოწყობილობა უკავშირდება ამგვარად გამოვლენილი გამო უნიკალური მისამართი, მიუხედავად იმისა, რომ ეს არის LCD ბუფერული, სამშვიდობო, მეხსიერების ან ინტერფეისი კლავიატურის, და ამით შეუძლია მუშაობა როგორც გადამცემი ან მიმღები, დამოკიდებულია იმ მიზნით, რისთვისაც კონკრეტულად ეს ტექნიკა არის განკუთვნილი.

უმეტეს შემთხვევაში ხელსაყრელი LCD ბუფერული არის სტანდარტული მიმღები, და მეხსიერების არა მხოლოდ მიიღოს, არამედ გადასცემს სხვადასხვა მონაცემები. გარდა ამისა, პროცესში მოძრავი ინფორმაცია მოწყობილობები შეიძლება კლასიფიცირდება როგორც მონა და სამაგისტრო.

ამ შემთხვევაში, მოწყობილობა ეწოდოს ოსტატი, რომელიც იწყებს მონაცემთა გადაცემის და სინქრონიზაციის სიგნალები გენერირდება. ამ შემთხვევაში, არანაირი სამისამართო მოწყობილობები ჩაითვლება დაკავშირებით მისი მონები.

I2C ინტერფეისი უზრუნველყოფს რამდენიმე წამყვანი, ანუ ერთზე მეტი მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია კონტროლის ავტობუსი შეუძლია დაკავშირება იგი. გამოყენების უნარი მეტი microcontroller უნდა საბურავი მიუთითებს, რომ უფრო მეტი, ვიდრე ერთი მასპინძელი შეიძლება გაგზავნას ნებისმიერ დროს. აღმოფხვრას პოტენციური ქაოსი, რომელიც რისკავს მოხდეს, როდესაც ასეთი სიტუაცია წარმოიქმნება, ჩვენ შევიმუშავეთ სპეციალური საარბიტრაჟო პროცედურა, რომელიც იყენებს I2C ინტერფეისი. Expanders და სხვა მოწყობილობების უზრუნველყოს კავშირი მოწყობილობები ავტობუსში ე.წ. უზენაესობის ასამბლეის I.

თაობა დროის სიგნალი მოვალეობაა ოსტატი, და თითოეულ ქმნის საკუთარ სიგნალი დროს მონაცემთა გადაცემის და შემდგომი მას შეუძლია შეცვალოს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ის "ითრევს" ნელი მონა ან სხვა საძიებო როცა შეჯახება ხდება.

ძირითადი პარამეტრები

როგორც SCL, SDA და ორმხრივი ხაზები, რომლებიც დაკავშირებულია დადებითი ენერგიის წყაროს საშუალებით Pullup resistor. როდესაც საბურავი არის სრულიად უფასო, თითოეული ხაზი არის მაღალ თანამდებობაზე. გამომავალი ეტაპზე მოწყობილობები, რომლებიც დაკავშირებულია ავტობუსი უნდა ჰქონდეს ღია გადინების ან ღია კოლექციონერი ფუნქცია, რომელიც შეიძლება მეშვეობით სამონტაჟო IM I2C ინტერფეისი ინფორმაცია შეიძლება გადაიცეს კურსით არა უმეტეს 400 kbit / s სწრაფი რეჟიმი, ხოლო სტანდარტული სიჩქარე ნაკლებია, ვიდრე 100 kbit / s. საერთო რაოდენობის მოწყობილობები, რომელიც შეიძლება ერთდროულად უკავშირდება ავტობუსი, დამოკიდებულია მხოლოდ ერთი პარამეტრი. ეს მოცულობა ხაზი არ არის 400-ზე მეტი PF.

დადასტურება

დადასტურება სავალდებულო პროცედურა მონაცემთა გადაცემის. Lead წარმოშობს შესაბამის სინქრონიზაცია პულსი, ხოლო გადამცემი ავრცელებს SDA ხაზი დროს, რომ საათის როგორც დასტური. ამის შემდეგ, მიმღები უნდა უზრუნველყონ სტაბილური შეკავება SDA ხაზი მაღალი საათის სახელმწიფო სტაბილურად დაბალ სახელმწიფო. ამ შემთხვევაში, აუცილებელია გაითვალისწინოს setup და გამართავს.

უმეტეს შემთხვევაში ხელსაყრელი მიმართა მიმღები აუცილებლად წარმოქმნის აღიარებს შემდეგ მიიღეს byte, და ერთადერთი გამონაკლისი აქ მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ დასაწყისში გაგზავნის მოიცავს მისამართი Cbus.

იმ შემთხვევაში, თუ მონა მიმღები არ არის შესაძლებელი, რომ გაგზავნის დასტური საკუთარი მისამართი, აუცილებელია დატოვოს მონაცემები ხაზი მაღალი სახელმწიფო და შემდეგ ფასილიტატორი იქნება სიგნალი შესაძლებლობა გაცემის "stop", რომელიც შეუშალოს გაგზავნის ყველა ინფორმაცია. თუ მისამართი უკვე დამოწმებული, მაგრამ ეს არ შეიძლება ბიძგი დიდი ხანია აღარ მიიღოს ნებისმიერი მონაცემები, რომ გამოიწვიოს ასევე უნდა შეწყდეს გაგზავნის. ამისათვის, მონა არ ადასტურებენ შემდეგი მიიღო byte და უბრალოდ ტოვებს მონაცემები ხაზი HIGH, ისე, რომ საძიებო წარმოშობს სიგნალი "Stop".

იმ შემთხვევაში, თუ გადაგზავნის პროცედურა, უზრუნველყოს სამაგისტრო მიმღები, ამ შემთხვევაში, მან უნდა აცნობოს ბოლოს მონა გადაცემის ჩატარდა, და ეს არ არის დადასტურებული ბოლო მიიღო byte. ამ შემთხვევაში, მონა გადამცემი დაუყოვნებლივ გათავისუფლებას მონაცემები ხაზი გამოიწვიოს შეიძლება სიგნალი "Stop" და ვიმეორებ სიგნალი ისევ "დაწყება".

იმისათვის, რომ ნახოთ ხელმისაწვდომობის აღჭურვილობა, შეგიძლიათ ცდილობენ შესვლის სტანდარტული მაგალითები ესკიზები Arduino I2C ინტერფეისი, ფოტო ზემოთ.

საარბიტრაჟო

Lead შეიძლება დაიწყოს გადამისამართება მხოლოდ მას შემდეგ, სრული განთავისუფლება საბურავი, მაგრამ ორი ან მეტი წამყვანი შეგიძლიათ გაატაროთ თაობის დაწყების სიგნალი მინიმალური შეკავების დრო. ეს საბოლოოდ მივყავართ გარკვეული სიგნალი "დაწყება" ავტობუსში.

განხორციელებული სამუშაოები საარბიტრაჟო ავტობუსი SDA ის მომენტი, სანამ SCL-bus არის მაღალი სახელმწიფო. თუ ერთ-ერთი წამყვანი იწყება გადასცეს მონაცემები ხაზი დაბალია, მაგრამ მეორე - მაღალი, მაშინ ეს უკანასკნელი სრულიად გათიშული, იმიტომ, რომ სახელმწიფო SDL არ არის შესაბამისი უმაღლესი სახელმწიფო მისი გაფართოება.

გაგრძელება საარბიტრაჟო შეიძლება შესრულდეს რამდენიმე ბიტი. იმის გამო, რომ პირველი მისამართები გადამდები და შემდეგ მონაცემები, არბიტრაჟს შეუძლია ხანგრძლივობა ბოლომდე მისამართი, და თუ ეს იქნება წამყვანი იგივე მოწყობილობა, ამ შემთხვევაში, მონაწილეობას მიიღებს და სხვადასხვა მონაცემების არბიტრაჟი. იმის გამო, რომ ამ არბიტრაჟის სქემა მონაცემები არ არის დაკარგული, თუ რაიმე შეჯახება.

იმ შემთხვევაში, თუ სამაგისტრო კარგავს საარბიტრაჟო, ამ შემთხვევაში მას შეუძლია გასცეს სინქრონიზაცია pulses SCL ბოლომდე byte და რომლის ხელმისაწვდომობის დაიკარგა.