I2C وصف واجهة باللغة الروسية

الأجهزة المنزلية الحديثة والالكترونيات الصناعية ومعدات الاتصالات المختلفة ويمكن العثور في كثير من الأحيان حلول مماثلة، ولكن المنتج يمكن ان تكون مرتبطة عمليا مع بعضها البعض. على سبيل المثال، يشمل تقريبا كل نظام ما يلي:

• بعض "الذكية" وحدة التحكم، وهو أمر مفيد في معظم الحالات تمثل الحواسيب الصغيرة الكريستال واحد.
• وحدات للأغراض العامة مثل وجود مخزن مؤقت LCD، RAM، منافذ الإدخال / الإخراج، EEPROM أو محولات البيانات المتخصصة؛
• مكونات محددة، بما في ذلك تكوين الدوائر الرقمية وعلاج للإشارات الفيديو والراديو.

كيفية الاستخدام الأمثل لها؟

لضمان الاستخدام الأكفأ من هذه الحلول العامة لمصممي فائدة والمنتجين أنفسهم، وكذلك لزيادة المستوى العام للأداء مختلف الأجهزة وتبسيط العقد الدوائر المستخدمة، وضعت شركة فيليبس إلى تطوير سلكين حافلة ثنائية الاتجاه بسيطة جدا التي توفر السيطرة mezhmikroskhemnoe الأكثر إنتاجية. توفر هذه الحافلة نقل البيانات عبر واجهة I2C.

لنطاق التاريخ المحدد من قبل الشركة المصنعة تضم أكثر من 150 CMOS والأجهزة القطبين التي تتوافق مع I2C والمعدة للسير العمل في أي من الفئات المذكورة. وتجدر الإشارة إلى أن واجهة I2C وبنيت في البداية في جميع الأجهزة المتوافقة، وذلك بسبب التي يمكن دون أي صعوبات في التواصل مع بعضهم البعض باستخدام الحافلات الخاصة. من خلال تطبيق هذا الحل تصميم تحولت إلى حل عدد لا بأس به من مشاكل الاقتران المعدات المختلفة التي هي من سمات تماما من نطاق تطوير الأنظمة الرقمية.

المزايا الرئيسية

حتى لو نظرتم الى وصفا موجزا للUART، SPI، I2C، يمكنك تسليط الضوء على المزايا التالية من هذا الأخير:

• للعمل تحتاج سطرين فقط - وتزامن البيانات. أي جهاز متصل في حافلة، ويمكن بعد ذلك أن يتناولها البرنامج تماما عنوان فريد. في أي وقت، هناك علاقة بسيطة، مما يسمح للوظيفة الكبرى، وجهاز الإرسال سيد رئيسية أو المتلقي.
• هذا الباص توفر القدرة على الحصول على المضيفين متعددة، وتوفير جميع الأدوات اللازمة لكشف التصادم والتحكيم، ويساعد على منع تلف البيانات في حال أن اثنين أو أكثر من رأس يبدأ نقل في وقت واحد من المعلومات. في الوضع العادي يوفر متتابعة نقل البيانات ثمانية بت الوحيد بمعدل لا يزيد عن 100 كيلوبت / ثانية، وفي وضع سريع، ويمكن زيادة عتبة إلى أربع مرات.
• رقائق استخدام خاص المدمج في تصفية الذي يقمع بشكل فعال المسامير ويضمن أقصى قدر من سلامة البيانات.
• يقتصر أقصى عدد ممكن من الرقائق التي يمكن توصيلها إلى حافلة واحدة فقط من طاقتها القصوى الممكنة من 400 الجبهة الوطنية.

مزايا للمصممين

واجهة I2C، فضلا عن رقائق متوافقة يمكن أن يعجل بشكل ملحوظ في عملية التنمية، من الدوائر الوظيفية إلى النموذج النهائي. وتجدر الإشارة إلى أنه نظرا لإمكانية حدوث مثل هذه الرقائق الاتصال مباشرة إلى الحافلة دون استخدام جميع أنواع دوائر إضافية يتم توفير مجال لمزيد من تطوير وتعديل نظام النموذج عن طريق قطع وتوصيل الأجهزة المختلفة من الحافلة.

هناك الكثير من المزايا التي تعيين واجهة I2C. الوصف، على وجه الخصوص، يسمح لك أن ترى المزايا التالية لمصممي:

• الكتل في الرسم البياني وظيفي يتطابق تماما مع رقائق، وبالتالي يضمن الانتقال السريع بما فيه الكفاية من حيث المبدأ وظيفية.
• ليست هناك حاجة لتطوير واجهات الحافلات، لأنه يتم دمج الإطارات في البداية في رقاقة خاص.
• الاتصالات المتكاملة والبروتوكولات معالجة الأجهزة يسمح هذا النظام ليكون البرنامج بالكامل تعريف.
• أنواع نفسها من رقائق يمكن استخدامها إذا لزم الأمر في تطبيقات مختلفة تماما.
• يتم تقليل الوقت اللازم لتطوير الكلي بشكل كبير يرجع ذلك إلى حقيقة أن مصممي يمكن أن تصبح بسرعة على دراية كتل وظيفة الأكثر استخداما، وكذلك جميع أنواع رقائق البطاطس.
• إذا رغبت في ذلك، يمكنك إضافة أو إزالة رقائق من النظام، وأنه لا يكون لها تأثير كبير على معدات أخرى متصلة نفس الحافلة.
• الوقت اللازم لتطوير البرمجيات الكلي يمكن أن تخفض بشكل كبير يرجع ذلك إلى حقيقة أن يسمح هناك استخدام مكتبة حدات برمجية قابلة لإعادة الاستخدام.

وبالإضافة إلى ذلك، تجدر الإشارة إلى إجراء التشخيص بسيط للغاية بالنسبة لأي الفشل والمزيد من التصحيح، والتي تختلف واجهة I2C. وصف ويقول أنه إذا لزم الأمر، يمكنك دون أي صعوبة تعقب فورا حتى الانحرافات الطفيفة في تشغيل هذه المعدات، وبالتالي اتخاذ التدابير المناسبة. الجدير بالذكر أيضا هو أن المصممين قدمت الحلول الخاصة، والتي، على وجه الخصوص، هي جذابة جدا لمجموعة متنوعة من المعدات والأنظمة التي توفر بطارية تعمل بالطاقة المحمولة، وذلك باستخدام واجهة I2C. في روسيا يشير الوصف أيضا إلى أن تطبيقه يسمح للمزايا الهامة التالية:

• مقاومة عالية بما فيه الكفاية لأي اضطراب يحدث.
• منخفضة للغاية من استهلاك الطاقة.
• مجموعة واسعة امدادات التيار الكهربائي.
• وهناك مجموعة واسعة درجة الحرارة.

فوائد للتقنيين

ومن الجدير بالذكر أن المصممين ليس فقط، ولكن أيضا التكنولوجيا غالبا ما بدأت مؤخرا جدا للاستخدام واجهة I2C مخصصة. لوصف الروسي يشير إلى وجود مجموعة واسعة نسبيا من المزايا التي تقدمها لهذه الفئة من المهنيين:

• معيار سلكين الناقل التسلسلي مع واجهة يساعد على تقليل الاتصال بين رقائق، أي أنها تقدم أقل الاتصال وتتطلب عددا أقل من المسارات، مما يجعل لوحات الدوائر المطبوعة ليست مكلفة كما ولها حجم أصغر من ذلك بكثير.
• كامل متكامل واجهة I2C LCD1602 أو بعض الخيارات الأخرى يلغي الحاجة إلى استخدام وحدة فك الترميز عنوان، فضلا عن غيرها من المنطق الضحلة الخارجي.
• ويوفر القدرة على استخدام عدة في وقت واحد مما يؤدي الصعود إلى الحافلة، الذي يتسارع بشكل كبير الاختبار والتعديل اللاحق للمعدات، منذ الحافلة يمكن توصيل خط تجميع الكمبيوتر.
• توفر متوافق مع هذه الرقائق في واجهة VSO، SO والمتخصصة DIL حزمة يمكن أن تقلل بشكل كبير من متطلبات لحجم الجهاز.

أنها ليست سوى قائمة قصيرة من الفوائد التي I2C مختلف LCD1602 اجهة وغيرها. أيضا رقائق متوافقة يمكن زيادة كبيرة في مرونة النظام المستخدم لتوفير بناء بسيط للغاية من الخيارات المعدات المختلفة، فضلا عن ترقية سهلة نسبيا لمزيد من الدعم عند المستوى الحالي للتنمية. وبالتالي، فمن الممكن وضع جميع أفراد الأسرة من معدات مختلفة، على أن يستند نموذج قاعدة معينة.

يمكن إجراء مزيد من التحديث لمعدات وتوسيع مهامها خارج عبر اتصال القياسية إلى الحافلة المقابلة لرقاقة باستخدام 2C اجهة اردوينو أو أي دولة أخرى من المخزون المتوفر. إذا لزم الأمر للحصول على مزيد من ROM، وفي هذه الحالة سيكون كافيا فقط لتحديد متحكم أخرى لها زيادة كمية ROM. منذ رقاقة تحديثها إذا لزم الأمر قادرة على أن تحل تماما محل القديمة، يمكنك بسهولة إضافة ميزات جديدة إلى معدات أو لزيادة أدائها بشكل عام من قبل رافعة التقليدية رقائق عفا عليها الزمن بالفعل وزيادة استبدالها بمعدات أحدث.

ACCESS.bus

يرجع ذلك إلى حقيقة أن تتعب له طبيعة سلكين من، والقدرة على البرنامج معالجة ACCESS.bus واحدة من المنصات الأكثر مثالية هو على وجه التحديد واجهة I2C. مواصفات (ويرد وصف باللغة الروسية في المقالة)، وهذا الجهاز يجعل من بديل أرخص بكثير لاستخدام بنشاط السابقة واجهة RS-232C لتوصيل الأجهزة الطرفية المختلفة لأجهزة الكمبيوتر باستخدام معيار يستخدم موصل أربع سنوات.

مقدمة للمواصفات

لتطبيقات متقدمة تحكم 8 بت، والتي تستخدم ميكروكنترولر، يوفر القدرة على تثبيت عدة معايير تصميم:

• نظام كامل في معظم الحالات من المفيد يتضمن متحكم وغيرها من الأجهزة الطرفية، بما في ذلك الذاكرة ومختلف منافذ الإدخال / الإخراج.
• التكلفة الإجمالية للجمع بين مختلف الأجهزة يجب أن يكون الحد الأدنى للغاية ضمن نظام واحد؛
• النظام الذي يناط به مهام مراقبة، لا ينص على ضرورة توفير نقل البيانات عالية السرعة.
• الكفاءة الكلية يعتمد بشكل مباشر على المعدات، فضلا عن طبيعة حافلة الاتصال.

لتطوير النظام، متوافقة تماما مع المعايير المذكورة أعلاه، تحتاج إلى استخدام الحافلات التي واجهة تسلسلية I2C لاستخدامها. على الرغم من حقيقة أن هناك التسلسلي عرض النطاق الترددي للحافلات موازاة ذلك، فإنه يتطلب أقل الاتصالات وأقل رقائق للإتصال به. لا ينبغي لنا أن ننسى حقيقة أن الإطارات لا تشمل فقط وأسلاك توصيل، ولكن أيضا مجموعة متنوعة من الأشكال والإجراءات اللازمة لضمان التواصل داخل النظام.

يجب أن يكون جهاز للاتصالات التي تستخدم واجهة I2C مضاهاة البرامج أو الإطارات بروتوكول معين يسمح الاحتمالات المختلفة استباق الاصطدام، وفقدان أو معلومات الحجب. في الأجهزة السريعة يجب أن تكون قادرة على الاتصال بطيئة، وفي نفس الوقت يجب أن النظام لا تعتمد على الأجهزة الموصولة، وإلا كل التحسينات والتعديلات لا يمكن استخدامها. ومن الضروري أيضا لتطوير الإجراء الذي تثبيت الفعلية، وجهاز معين يوفر حاليا الحافلة السيطرة وفي أي وقت. وبالإضافة إلى ذلك، إذا كانت الأجهزة المختلفة بعد تردد على مدار الساعة مختلفة، ترتبط إلى نفس الحافلة، فمن الضروري تحديد مصدر تزامن لها. جميع هذه المعايير واجهة I2C لAVR وأي دولة أخرى في هذه القائمة المقابلة.

المفهوم الأساسي

I2C حافلة يمكن أن تدعم أي تكنولوجيا رقاقة المستخدمة. واجهة I2C ابفيف وما شابه ذلك تنطوي على استخدام خطين لنقل المعلومات - وتزامن البيانات. أي جهاز متصل بالتالي الكشف بسبب عنوان فريد، بغض النظر عن ما إذا كان المخزن LCD، متحكم الذاكرة أو واجهة لوحة المفاتيح، وبالتالي يمكن أن تعمل كما الارسال أو الاستقبال، وهذا يتوقف على الغرض الذي من أجله على وجه التحديد ويهدف هذا الجهاز.

في معظم الحالات عازلة LCD المفيد هو المتلقي العادي، والذاكرة قد تظهر ليس فقط ولكن أيضا نقل البيانات المختلفة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن عملية الانتقال أجهزة المعلومات يمكن أن تصنف على أنها الرقيق والماجستير.

في هذه الحالة، ويسمى الجهاز الرئيسي الذي يبدأ نقل البيانات ويتم إنشاء إشارات التزامن. في هذه الحالة، يعتبر أي أجهزة عنونة فيما يتعلق عباده.

توفر واجهة الاتصالات I2C لعدة الرائدة، أي أكثر من جهاز واحد قادر على السيطرة على الحافلة قادر على الاتصال به. القدرة على استخدام متحكم أكثر من واحد إلى الإطارات إلى أن المضيف أكثر من واحد يمكن أن ترسل في أي وقت من الأوقات. للقضاء على الفوضى المحتملة التي تخاطر يحدث عندما تنشأ مثل هذه الحالة، وضعنا إجراءات التحكيم المتخصصة، والذي يستخدم واجهة I2C. موسعات وغيرها من الأجهزة توفر لربط الأجهزة إلى الحافلة على ما يسمى بقاعدة التجمع الأول.

جيل من إشارة توقيت واجب للسيد، ولكل يولد إشارة الخاصة أثناء نقل البيانات، وكذلك يمكن أن تتغير إلا في حال أنه "تسحب" العبد بطيئة أو رئيسي آخر عندما يحدث تصادم.

الإعدادات العامة

كما SCL، SDA وخطوط ثنائية الاتجاه التي ترتبط بمصدر طاقة ايجابية من خلال المقاوم عقلة. عندما تتعب هو خال تماما، كل سطر في هذا المنصب الرفيع. يجب أن يكون مراحل الانتاج من الأجهزة المتصلة إلى الحافلة وظيفة استنزاف مفتوحة أو جامع مفتوح التي يمكن تقديمها من خلال تصاعد المعلومات واجهة IM I2C قد ينتقل بمعدل لا يزيد عن 400 كيلوبت / ثانية في وضع سريع، بينما في سرعة قياسية أقل من 100 كيلوبت / ثانية. إجمالي عدد الأجهزة التي يمكن توصيلها في نفس الوقت إلى الحافلة، ويعتمد فقط على معلمة واحدة. هذه القدرة من خط ليست أكثر من 400 الجبهة الوطنية.

التأكيد

تأكيد هو إجراء إلزامي في نقل البيانات. الرصاص يولد النبض تزامن المقابلة، في حين الارسال تطلق خط SDA خلال تلك الساعة تأكيدا. بعد ذلك، يجب أن المتلقي ضمان استقرار خط الاحتفاظ SDA للدولة على مدار الساعة ارتفاع ثابت في حالة انخفاض. في هذه الحالة، فمن الضروري أن تأخذ في الاعتبار الإعداد وعقد.

في معظم الحالات يجب المفيد استقبال تناول تولد بالضرورة الاعتراف بعد كل بايت وردت، والاستثناء الوحيد هنا هي فقط تلك الحالات التي تتضمن بداية من إرسال عنوان CBUS.

إذا كان المتلقي الرقيق ليس من الممكن إرسال تأكيد عنوان الخاص بها، فمن الضروري ترك خط البيانات في حالة عالية، ثم الميسر إيذانا إمكانية إصدار "توقف"، والتي سوف يقطع بإرسال كل المعلومات. إذا تم التحقق من عنوان، ولكن لا يمكن أن تكون مدفوعة لفترة طويلة تعد تقبل أي بيانات يجب أيضا أن تنقطع عن طريق إرسال تؤدي. للقيام بذلك، والعبد لا تؤكد البايت تلقى المقبل وعادل يترك خط البيانات عالية، بحيث يولد سيد إشارة "قف".

إذا كان الإجراء شحن، وتوفير الماجستير المتلقي، في هذه الحالة، لا بد له من دلالة على انتهاء من نقل الرقيق التي أجريت، ولم يتم تأكيد ذلك من قبل بايت تلقى الماضي. في هذه الحالة، وجهاز الإرسال العبد أن تفرج فورا عن خط البيانات لقيادة يمكن أن تنتج إشارة "قف" أو تكرار الإشارة مرة أخرى "ابدأ".

للتحقق من توافر المعدات، يمكنك محاولة إدخال الأمثلة القياسية من مخططات لواجهة اردوينو I2C، كما في الصورة أعلاه.

تحكيم

قد تبدأ الرصاص المعلومات إعادة التوجيه إلا بعد التحرير الكامل من الإطارات، ولكن اثنين أو أكثر الرائدة يمكن أن تنفق توليد إشارة البدء في الحد الأدنى من الوقت الاحتفاظ. وهذا يؤدي في نهاية المطاف إلى إشارة "بداية" واضح على متن الحافلة.

العمل المنجز على SDA حافلة التحكيم تلك اللحظات حتى SCL-الحافلة في حالة عالية. إذا واحدة من أبرز يبدأ لنقل خط البيانات منخفضة، ولكن الطرف الآخر - عالية، ثم هذا الأخير هو قطع تماما من ذلك، لأن حالة SDL ليست الدولة المناسبة أعلى التمديد له.

استمرار التحكيم لا يمكن أن يؤديها على عدة أجزاء. يرجع ذلك إلى حقيقة أن عناوين الأولى وتنتقل ثم البيانات، قد يكون التحكيم مدة حتى نهاية العنوان، وإذا كان سيتم التصدي لها من خلال قيادة نفس الجهاز، في هذه الحالة، سوف يشارك والبيانات المختلفة في التحكيم. وبسبب هذا التحكيم لا تضيع البيانات المخطط في حال وجود أي تصادم.

إذا فقد سيد التحكيم، وفي هذه الحالة قد يصدر نبضات تزامن SCL إلى البايت نهاية، والتي يعد وصول قد ضاعت.