I2C-Schnittstelle Beschreibung in Russisch

Die modernen Haushaltsgeräte, Industrieelektronik und verschiedene Telekommunikationsgeräte können sehr oft ähnliche Lösungen gefunden werden, aber das Produkt kann praktisch miteinander verbunden werden. Zum Beispiel enthält praktisch jedes System wie folgt vor:

• bestimmte „intelligente“ Steuereinheit, die in den meisten Fällen für einen Einkristall-Mikrocomputer vorteilhaft ist;
• Allzweck-Einheiten wie beispielsweise ein LCD-Puffer, RAM, I / O-Ports, EEPROM oder spezieller Datenwandler;
• spezifische Komponenten, einschließlich der digitalen Schaltungsanordnung und eine Behandlung für die Videosignale und Radio.

Wie ihre Verwendung zu optimieren?

Um eine möglichst effiziente Nutzung dieser allgemeinen Lösungen für die Nutzen-Designer und Hersteller selbst, sowie zur Erhöhung des Gesamtniveaus der Leistung verschiedenen Geräte und Vereinfachung des Schaltungsknoten verwendet, sicherzustellen, die Gesellschaft Philips aus einem sehr einfachen zweiadrige bidirektionalen Bus zu entwickeln, die die produktivste mezhmikroskhemnoe Kontrolle. Dieser Bus bietet eine Datenübertragung über die I2C – Schnittstelle.

Bis heute Bereich vom Hersteller angegebenen umfasst mehr als 150 CMOS- und Bipolar-Geräte, die mit I2C kompatibel sind und für die Durchführung der Arbeit in eines der aufgezählten Kategorien bestimmt. Es sollte beachtet werden, dass die I2C-Schnittstelle zunächst in allen kompatiblen Geräten eingebaut ist, aufgrund derer sie können ohne Probleme miteinander mit einem speziellen Bus zu kommunizieren. Durch die Anwendung dieser Designlösung hat eine ganze Reihe von Problemen zu lösen erwies sich die verschiedenen Geräte Paarung, die ganz von den Rahmen der Entwicklung digitaler Systeme charakteristisch ist.

Die wichtigsten Vorteile

Auch wenn Sie bei einer kurzen Beschreibung des UART sehen, SPI, I2C, können Sie die folgenden Vorteile des letzteren hervorheben:

• Für die Arbeit benötigen Sie nur zwei Linien – Synchronisation und Daten. Jedes Gerät, das mit einem Bus verbunden ist, kann anschließend durch die Software vollständig eindeutige Adresse angesprochen werden. Zu jedem Zeitpunkt gibt es eine einfache Beziehung, die die führende Funktion als Master-Master-Sender oder Empfänger ermöglicht.
• Dieser Bus bietet die Möglichkeit, mehrere Hosts zu haben, alle notwendigen Werkzeuge zur Kollisionserkennung und Schiedsverfahren bereitstellt, hilft Datenkorruption im Falle zu verhindern, dass zwei oder mehr der Top-Informationen gleichzeitig zu übertragen beginnt. Im Standard-Modus bietet nur sequentielle Acht-Bit-Datenübertragung mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 100 kbit / s und im schnellen Modus, kann die Schwelle auf dem Vierfache erhöht werden.
• Die Chips mit einem speziellen eingebauten Filter, die Spitzen effektiv unterdrückt und gewährleistet die Integrität maximale Daten.
• Die maximal mögliche Anzahl von Chips, die an einen Bus angeschlossen werden können, ist nur durch die maximal mögliche Kapazität von 400 pF begrenzt.

Vorteile für Designer

I2C-Schnittstelle, sowie alle kompatibelen Chips erheblich, den Entwicklungsprozess beschleunigen, von der funktionalen Schaltung zu ihrem endgültigen Prototyp. Es ist zu beachten, dass aufgrund der Möglichkeit eines solchen Chips, ohne Verwendung aller Arten von zusätzlichen Schaltkreis direkt mit dem Bus verbinden, Raum für eine weitere Verbesserung vorgesehen ist, und ein Prototypsystem modifiziert durch Trennen und die verschiedenen Vorrichtungen von dem Bus zu verbinden.

Es gibt viele Vorteile, die die I2C-Schnittstelle. Die Beschreibung, insbesondere können Sie die folgenden Vorteile für Designer, um zu sehen:

• Blöcke in dem Funktionsdiagramm entsprechen vollständig Chips und sorgen so für einen ausreichend schnellen Übergang von einem Funktionsprinzip.
• Es besteht keine Notwendigkeit Bus-Schnittstellen zu entwickeln, weil der Reifen zunächst in einem speziellen Chip integriert ist.
• Integrierte Kommunikations-Protokolle und Adressieren von Geräten ermöglicht es dem System zu voll Software definiert.
• Die gleichen Arten von Chips können in ganz unterschiedlichen Anwendungen bei Bedarf verwendet werden.
• Die gesamte Entwicklungszeit signifikant aufgrund der Tatsache reduziert, dass Designer können sehr schnell mit den am häufigsten verwendeten Funktionsbausteine, sowie alle Arten von Chips vertraut.
• Falls gewünscht, können Sie Chips aus dem System hinzuzufügen oder zu entfernen, und es hat nicht viel Einfluss auf andere Geräte mit dem gleichen Bus verbunden.
• Die gesamte Software Entwicklungszeit erheblich aufgrund der Tatsache reduziert werden, dass es erlaubt ist, eine Bibliothek wiederverwendbarer Softwaremodule zu verwenden.

Außerdem lohnt es sich, eine extrem einfache Diagnoseverfahren für alle Fehler und weitere Fehlersuche zu notieren, die unterschiedliche I2C-Schnittstelle ist. Beschreibung sagt, dass, wenn nötig, können Sie ohne Schwierigkeiten sofort verfolgen, selbst geringfügige Abweichungen in dem Betrieb dieser Geräte und damit die entsprechenden Maßnahmen treffen. Erwähnenswert ist auch, dass die Designer spezielle Lösungen zur Verfügung gestellt haben, die vor allem sind sehr attraktiv für eine Vielzahl von tragbaren Geräten und Systemen, die batteriebetriebene bieten, mit der I2C-Schnittstelle. in russischer Sprache weist die Beschreibung auch darauf hin, dass ihre Anwendung für die folgenden wichtigen Vorteile ermöglicht:

• Hinreichend hohe Beständigkeit gegen jede Störung auftritt.
• Extrem niedriger Stromverbrauch.
• Weiter Versorgungsspannungsbereich.
• Ein weiter Temperaturbereich.

Vorteile für Technologen

Es ist erwähnenswert, dass nicht nur Designer, sondern auch die Technologie oft erst vor kurzem eine eigene I2C-Schnittstelle zu verwenden, gestartet. Russisch Beschreibung zeigt, eine ziemlich breite Palette von Vorteilen, die zu dieser Kategorie von Fachleuten zur Verfügung gestellt werden:

• Standard serieller Zweidraht-Bus mit Schnittstelle hilft, die Verbindung zwischen den Chips zu minimieren, das heißt, sie weniger Kontakt präsentieren und weniger Spuren erfordert, Leiterplatten zu machen sind nicht so teuer und haben eine viel geringere Größe.
• Voll integrierte I2C-Schnittstelle LCD1602 oder eine andere Option entfällt die Notwendigkeit, die Adressdecoder sowie andere externe flache Logik zu verwenden.
• Es bietet die Möglichkeit, führen auf einen Bus gleichzeitig mehr zu verwenden, das Testen und die anschließende Anpassung der Ausrüstung wesentlich beschleunigt, da der Bus mit einem Computer Fließband angeschlossen werden.
• Verfügbarkeit kompatibel mit den Chips in der Schnittstelle VSO, SO und spezialisiertes DIL-Paket deutlich die Anforderungen an die Gerätegröße reduzieren.

Es ist nur eine kurze Liste der Vorteile, die unterschiedliche I2C-Schnittstelle LCD1602 und andere. Auch kompatibel Chips erheblich die Flexibilität des Systems verwendet erhöhen eine extrem einfache Konstruktion von verschiedenen Ausstattungsoptionen sowie ein relativ einfaches Upgrade für weitere Unterstützung auf dem derzeitigen Niveau der Entwicklung. Somit ist es möglich, eine ganze Familie von verschiedenen Geräten zu entwickeln, als Basismodell eine gewisse Basis.

Weitere Modernisierung der Anlage und die Erweiterung der Funktionen kann über eine Standardverbindung mit dem Bus an den Chip unter Verwendung der entsprechenden Arduino 2C-Schnittstelle durchgeführt werden, oder ein anderen des verfügbaren Inventars. Wenn erforderlich ist, um größere ROM zu erhalten, wobei in diesem Fall wird es ausreichend sein, nur einen anderen Mikrocontroller mit einer erhöhten Menge an ROM auszuwählen. Da die aktualisierte Chip vollständig, wenn der Lage notwendig, um die alten zu ersetzen, können Sie ganz einfach neue Funktionen Geräte hinzufügen oder die Gesamtleistung mit einem herkömmlichen Trenn erhöhen bereits veraltete Chips und weiter sie mit neueren Geräten zu ersetzen.

ACCESS.bus

Aufgrund der Tatsache, dass der Reifen eine zweiadrige Natur, und die Fähigkeit, ACCESS.bus für eine der idealsten Plattformen Programm hat Adressierung gerade I2C-Schnittstelle. Specification (Beschreibung in russischer Sprache wird in dem Artikel), macht es diese Vorrichtung eine viel billigere Alternative aktiv früher RS-232C-Schnittstelle für den Anschluss anderer Geräte an Computer mit einem Standard verwenden, um verwendet einen Vier Anschluss.

Einführung in die Spezifikation

Für fortgeschrittene Anwendungen 8-Bit-Steuerung, die Mikrocontroller verwenden, bietet die Möglichkeit, mehrere Design-Kriterien zu installieren:

• Komplettsystem in den meisten Fällen vorteilhaft , umfasst einen Mikrocontroller und andere Peripheriegeräte, einschließlich Speicher und verschiedene Eingabe- / Ausgabe – Ports;
• Die Gesamtkosten der verschiedenen Vorrichtungen zu kombinieren sollten extrem innerhalb eines einzigen Systems minimiert werden;
• ein System, das mit Steuerfunktionen betraut ist, sorgt für die Notwendigkeit, keine Hochgeschwindigkeitsdatenübertragung zur Verfügung zu stellen;
• Gesamtwirkungsgrad hängt direkt von der Ausrüstung, sowie die Art des Verbindungs Busses.

Um das System vollständig kompatibel mit den oben genannten Kriterien zu entwickeln, müssen Sie den Bus benutzen, in dem die I2C serielle Schnittstelle verwendet werden. Trotz der Tatsache, dass es eine serielle Bus-Bandbreite parallel ist, erfordert es weniger Verbindungen und weniger Kontaktchips. Wir sollen nicht vergessen, dass die Reifen nicht nur die Anschlussdrähte enthalten, sondern auch eine Vielzahl von Formaten und Verfahren, der Kommunikation innerhalb des Systems zu gewährleisten.

Gerät für die Kommunikation, die eine Software-Emulation I2C-Schnittstelle oder die Reifen verwenden muß ein bestimmtes Protokoll hat, die verschiedenen Möglichkeiten preempt Kollision, Verlust oder Sperrung Informationen ermöglicht. In den schnellen Geräten müssen langsam kontaktieren kann, und zugleich sollte das System nicht auf dem angeschlossenen Gerät abhängig, da sonst alle Verbesserungen und Modifikationen, die nicht verwendet werden können. Es ist auch notwendig, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem die eigentlichen Installation ein bestimmtes Gerät derzeit Steuerbus und zu welchem Zeitpunkt zur Verfügung stellt. Darüber hinaus, wenn die verschiedenen Geräte unterschiedlicher Taktfrequenz, mit dem gleichen Bus verbunden sind, ist es notwendig, die Quelle seiner Synchronisation zu bestimmen. All diese Kriterien I2C-Schnittstelle für AVR und andere auf dieser Liste entsprechen.

Das Grundkonzept

I2C-Bus kann jede Chip-Technologie verwendet, unterstützt. Schnittstelle I2C LabVIEW und ähnliche es die Verwendung von zwei Leitungen für die Übertragung von Informationen beinhaltet – und Datensynchronisation. Jedes Gerät, verbunden so erfaßten aufgrund einer eindeutigen Adresse, und zwar unabhängig davon, ob es sich um einen LCD-Puffer, die Mikrocontroller, Speicher oder Tastatur-Schnittstelle, und kann somit als Sender oder Empfänger arbeitet, abhängig von dem Zweck, für die speziell dieses Gerät soll.

In den meisten Fällen vorteilhaft ist, LCD-Puffer ein Standard-Empfänger und Speicher erhalten können nicht nur, sondern auch verschiedene Daten übertragen. Darüber hinaus kann der Prozess des Übergangs Informationsgeräte als Slave und Master klassifiziert werden.

In diesem Fall ist das Gerät einen Master bezeichnet, die die Datenübertragung und die Synchronisationssignale initiiert werden erzeugt. In diesem Fall werden alle adressierbare Geräte müssen im Verhältnis zu seinen Sklaven betrachtet werden.

I2C-Kommunikationsschnittstelle sorgt für mehr führenden, dh mehr als eine Einrichtung, die Kontrolle über den Bus ist in der Lage, sich zu verbinden. Die Fähigkeit, mehr als ein Mikrocontroller auf einen Reifen zu verwenden, zeigt an, dass mehr als ein Host kann zu einem bestimmten Zeitpunkt gesendet. Um das Potenzial Chaos zu beseitigen, die Risiken auftreten, wenn eine solche Situation eintritt, haben wir ein spezielles Schlichtungsverfahren, das die I2C-Schnittstelle verwendet. Expander und andere Geräte sorgen für den Anschluss von Geräten mit dem Bus auf der so genannte Regel Versammlungs I.

Die Erzeugung des Zeitsteuersignals ist eine Aufgabe des Master und jeder erzeugt ihr eigenes Signal während der Datenübertragung, und ferner kann es nur in dem Fall ändern, dass es „zieht“ den langsamen Slave oder einen anderen Master, wenn eine Kollision auftritt.

Allgemeine Einstellungen

Als SCL, SDA und sind bidirektionale Leitungen, die mit Hilfe von Pull-up-Widerstand mit einer positiven Spannungsquelle verbunden sind. Wenn die Reifen völlig frei ist, wird jede Zeile in einer hohen Position. Die Ausgangsstufen der Geräte, die mit dem Bus verbunden sind, müssen eine Open-Drain oder offenen Kollektor-Funktion haben, die durch die Montag IM I2C-Schnittstelle Informationen zur Verfügung gestellt werden könnte, kann mit einer Geschwindigkeit von nicht mehr als 400 kbit / s in dem schnellen Modus übertragen werden, während in der Standardgeschwindigkeit weniger als 100 kbit / s. Die Gesamtzahl der Geräte, die gleichzeitig an den Bus angeschlossen werden können, hängt nur von einem Parameter. Diese Fähigkeit der Linie ist nicht mehr als 400 pF.

Bestätigung

Die Bestätigung ist ein obligatorisches Verfahren in der Datenübertragung. Blei erzeugt einen entsprechenden Synchronisationsimpuls, während der Sender während dieses Taktes als Bestätigung die SDA-Leitung freigibt. Danach muss der Empfänger stabilen Zustand Retention SDA-Leitung für die hohe Takt gewährleisten stabil in dem niedrigen Zustand. In diesem Fall ist es notwendig, zu berücksichtigen, um das Setup und halten.

In den meisten Fällen vorteilhaft adressierte Empfänger muss unbedingt ein nach jedem empfangenen Byte bestätigen erzeugen, und die einzige Ausnahme bildet hier nur jene Situationen, in denen der Beginn der Sendeadresse CBUS enthält.

Wenn der Slave-Empfänger nicht möglich ist, eine Bestätigung seiner eigenen Adresse zu senden, ist es erforderlich, die Datenleitung in einem hohen Zustand zu verlassen, und dann wird der Moderator die Möglichkeit, das Signal der Ausgabe von „stop“, die das Senden aller Informationen werden unterbrechen. Wenn die Adresse überprüft wurde, aber es kann nicht für eine lange Zeit betrieben wird mehr akzeptiert alle Daten, die auch durch das Senden unterbrochen führen soll. Um dies zu tun, wird der Slave nicht das nächste empfangene Byte bestätigen und läßt nur die Datenleitung hoch, so dass der Master ein Signal „Stop“ erzeugt.

Wenn die Weiterleitungsverfahren, sorgt für einen Master-Empfänger, in diesem Fall muss er das Ende der Slave-Übertragung benachrichtigen durchgeführt, und es wird nicht durch die letzte empfangene Byte bestätigt. In diesem Fall lassen Sie die Slave-Sender sofort die Datenleitung ein Signal „Stop“ oder wiederholen das Signal wieder auf „Start“ führen zu produzieren.

Um die Verfügbarkeit der Geräte zu überprüfen, können Sie versuchen, die Standardbeispiele für Skizzen für die Arduino I2C-Schnittstelle eingeben, wie auf dem Foto oben.

Schlichtung

Blei kann erst nach der vollständigen Befreiung des Reifens Weiterleitungsinformationen starten, sondern zwei oder mehr führt, kann die Erzeugung des Startsignals bei der minimalen Verweilzeit zu verbringen. Dies führt schließlich zu einem bestimmten Signal „Start“ auf dem Bus.

Durchgeführten Arbeiten auf dem Arbitrierungsbusses SDA jene Momente, bis SCL-Bus im High-Zustand ist. Wenn einer der führenden beginnt die Datenleitung niedrig zu übertragen, aber die andere – hoch, dann die letztere vollständig von ihr getrennt, weil der Staat von SDL ist nicht angemessen höherer Zustand seiner Erweiterung.

Fortsetzung des Schiedsverfahrens kann auf mehrere Bits durchgeführt werden. Aufgrund der Tatsache, dass die ersten Adressen und dann Daten übertragen werden, kann Schlichtung eine Dauer bis zum Ende der Adresse hat, und wenn es in diesem Fall von führenden das gleichen Gerät, angesprochen wird, wird ein Teil und verschiedene Daten in der Schlichtung übernehmen. Aufgrund dieser Arbitrierungsmodell Daten nicht im Falle einer Kollision verloren.

Wenn die Master-Schieds verliert, wobei in diesem Fall kann es eine Synchronisationsimpuls SCL bis zum Ende Byte ausgeben, und für die den Zugang verloren gegangen war.