ロシアでのI2Cインタフェース記述

現代の家庭用電化製品、産業用電子機器や、各種通信機器は、かなり頻繁に同様のソリューションを見つけることができますが、製品が事実上相互に接続することができます。 例えば、事実上すべてのシステムには以下が含まれます。

• ほとんどの場合に有利である特定の「スマート」制御部は、単結晶のマイクロコンピュータを表します。
• このようなLCDバッファ、RAM、I / Oポート、EEPROMまたは特殊データ・コンバータなどの汎用ユニット。
• デジタル回路構成と映像信号と無線の治療を含む、特定のコンポーネント、。

彼らの使用を最適化するには？

利益設計及び生産自身のためのこれらの一般的なソリューションの最も効率的な使用を保証するために、ならびに種々の装置及び使用される回路ノードの簡略化の性能の全体的なレベルを増大させるために、企業フィリップスは最も生産mezhmikroskhemnoe制御を提供する非常に単純な二線式双方向バスの開発に着手しました。 このバスは、提供 データ転送を I2Cインタフェースを介し。

製造業者によって指定された日付範囲に150の以上のCMOSおよびI2Cと適合性であり、列挙されたカテゴリのいずれかでの作業の実施のために意図されているバイポーラデバイスを含みます。 I2Cインタフェースが最初に、それらが特殊なバスを使用して互いに通信する任意の問題なしに缶に互換性のあるすべてのデバイスに組み込まれていることに留意すべきです。 この設計溶液の適用を介してデジタルシステムの開発の範囲の非常に特徴的である様々な機器をペアリング問題のかなりの数を解決することが判明しました。

主な利点

あなたはUART、SPI、I2Cの簡単な説明を見ていても、あなたは後者の次のような利点を強調することができます。

• 同期とデータ - 仕事のためにあなただけの2行を必要とします。 バスに接続されているすべてのデバイスは、その後、完全にソフトウェア固有のアドレスによって対処することができます。 いつでも、マスターマスター送信機または受信機のような主要機能を可能にする単純な関係があります。
• このバスは衝突検出および仲裁のために必要なすべてのツールを提供し、複数のホストを持っている能力を提供し、トップの2つ以上が同時に情報を送信し始めた場合にデータの破損を防ぐことができます。 標準モードではない以上100キロビット/秒の速度でのみ順次8ビットのデータ転送を提供し、高速モードでは、閾値が4倍に増加することができます。
• チップは、効果的にスパイクを抑制し、最大のデータ整合性を保証内蔵のフィルターの特殊を使用しています。
• 一つのバスに接続することができるチップの可能な最大数は、400 pFでの可能な最大容量によって制限されます。

デザイナーのためのメリット

I2Cインタフェース、ならびに互換性のあるすべてのチップが大幅にその最終プロトタイプの機能回路から、開発プロセスをスピードアップすることができます。 さらに、アップグレードのための余地を提供し、バスからの各種機器を切断し、接続することによって、プロトタイプシステムを変更しているこのようなチップの可能性に追加の回路のすべての種類を使用することなくバスに直接接続することに留意すべきです。

I2Cインタフェースを設定する利点がたくさんあります。 説明は、具体的には、あなたがデザイナーに次のような利点を見ることができます。

• 内のブロック 機能図は、 完全チップに対応しており、従って機能原理から十分に速い移行を確実にします。
• タイヤが最初に特別なチップに集積されているため、バス・インタフェースを開発する必要はありません。
• 統合通信およびデバイスのプロトコルに対処するには、システムが完全にソフトウェアを定義することができます。
• 必要であれば、チップの同じタイプは、完全に異なる用途に使用することができます。
• 総開発時間を大幅に起因する設計者は非常に迅速で最も頻繁に使用される機能ブロックと同様に、チップのすべての種類に慣れることができるという事実に縮小されています。
• 必要に応じて、追加または削除チップをシステムから、それが同じバスに接続された他の機器に大きな影響を持っていないことができます。
• 総ソフトウェア開発時間を大幅に起因する再利用可能なソフトウェア・モジュールのライブラリを使用することが許可されているという事実に減少させることができます。

また、異なるI2Cインタフェースである任意の障害、さらにデバッグ用の非常に簡単な診断手順を、注目に値します。 説明は必要であれば、あなたは難なくすぐに、このような機器の操作中でもマイナーな偏差を追跡し、その結果、適切な対策を取ることができることを言います。 また、注目すべきは、設計者はI2Cインタフェースを使用して、具体的には、携帯機器やバッテリ駆動提供の様々なシステムは非常に魅力的であり、特別なソリューションを提供しているということです。 ロシア語での説明は、また、そのアプリケーションは、以下の重要な利点を可能にすることを指摘します。

• あらゆる妨害するのに十分高い抵抗が発生します。
• 超低消費電力。
• 広い電源電圧範囲。
• 広い温度範囲。

技術者のための利点

デザイナーだけではないことは注目に値するが、また、この技術は、多くの場合、ごく最近、専用のI2Cインタフェースを使用し始めています。 ロシアの記述に専門家のこのカテゴリに提供されている利点は、かなり広い範囲を示しています。

• インターフェイスと標準的な2線式のシリアルバスは、彼らがより少ない接触を提示し、プリント回路基板は、のような高価ではなく、はるかに小さいサイズを有する作り、少ないトラックを必要とする、すなわち、チップ間の接続を最小限に抑えるのに役立ちます。
• 完全に統合されたI2CインタフェースLCD1602または他のいくつかのオプションは、アドレスデコーダだけでなく、他の外部の浅いロジックを使用する必要がなくなります。
• これは、バスがコンピュータ組立ラインに接続することができるので、実質的に、試験設備の後続の調整を促進するバス上に同時に先頭のいくつかを使用する能力を提供します。
• インタフェースVSOでこれらのチップと互換性の状況は、SO及び専門DILパッケージを大幅デバイスサイズ要件を低減することができます。

それは別のI2CインタフェースLCD1602などというメリットのほんの短いリストです。 また、互換チップを大幅に様々な機器の選択肢の非常にシンプルな構造だけでなく、開発の現在のレベルでの更なる支援のための比較的容易なアップグレードを提供するために使用されるシステムの柔軟性を高めることができます。 したがって、ベースとして、特定のベースモデルを使用して、さまざまな機器の全体の家族を開発することが可能です。

機器およびその機能の拡張のさらなる近代化は、2Cインタフェースアルドゥイーノまたは在庫の他を使用して、チップに対応するバスへの標準的な接続を介して行うことができます。 より大きなROMを得るために必要ならば、その場合には、ROMの増加量を有する他のマイクロコントローラを選択するだけで十分であろう。 完全に古いものを交換することができ、必要に応じて更新チップので、簡単に機器に新しい機能を追加することができたり、新しい機器に置き換えるさらに、従来の切断により、すでに時代遅れのチップを、その全体的なパフォーマンスを向上させるとします。

ACCESS.bus

タイヤは、二線式自然、そして最も理想的なプラットフォームのいずれかのACCESS.busに取り組むプログラムする能力を持っているという事実に正確にI2Cインタフェースです。 仕様は、（ロシア語での説明は、記事で紹介された）、このデバイスは、それがはるかに安価な代替積極的に標準を使用してコンピュータにさまざまな周辺機器を接続するための以前のRS-232Cインタフェースは、4つのコネクタを使用して使用することができます。

仕様の概要

マイクロコントローラを使用する高度なアプリケーション8ビットの制御については、いくつかの設計基準をインストールする機能を提供します。

• 有利ほとんどの場合、完全なシステムは、マイクロコントローラおよび他含む 周辺機器、 メモリ、および様々な入力/出力ポートを含むと、
• 種々の装置を組み合わせることの総コストは非常に単一のシステム内で最小化されるべきです。
• 制御機能を委託されているシステムは、高速データ伝送を提供する必要性を提供しません。
• 全体的な効率は直接機器だけでなく、接続するバスの性質に依存します。

上記の基準に完全に準拠したシステムを、開発するには、I2Cシリアル・インターフェイスを使用すべきでバスを使用する必要があります。 シリアル・バスの帯域幅のパラレルがあるという事実にもかかわらず、それは少数の接続とあまり接触チップが必要です。 我々は、タイヤが接続ワイヤだけでなく、という事実だけでなく、形式およびシステム内の通信を確保するために必要な種々の手順を忘れてはなりません。

ソフトウェアエミュレーションI2Cインタフェースまたはタイヤを使用する通信のための装置は、異なる可能性が衝突、損失またはブロッキング情報を差し替えることができ、特定のプロトコルを有していなければなりません。 高速デバイスに低速に連絡することができなければならない、そうでなければすべての改良や変更を使用することができないと同時にシステムは、接続された機器に依存してはなりません。 実際には、特定のデバイスは、現在、制御バスを提供し、どのような時にされてインストールする手順を開発することも必要です。 加えて、異なるクロック周波数を有する異なるデバイスが、同じバスに接続されている場合、その同期のソースを決定する必要があります。 このリスト上のAVRおよび他のためのI2Cインタフェースに対応するこれらの基準のすべて。

基本コンセプト

I2Cバスは、使用されるすべてのチップ技術をサポートすることができます。 データ同期 - インタフェースI2C LabVIEWと同様に、それは情報の転送のための2つのラインの使用を含みます。 任意のデバイスに関係なく、それがLCDバッファ、マイクロコントローラ、メモリ、インタフェース、キーボード、従って具体的のために目的に応じて、送信機又は受信機として動作することが可能であるかどうか、起因する固有のアドレスを検出し、従って接続この装置は、意図されています。

ほとんどの場合、有利なLCDバッファは、標準的な受信機であり、メモリは受信のみでなく、種々のデータを送信しなくてもよいです。 また、情報機器を移動させる工程は、スレーブとマスタとして分類することができます。

この場合、デバイスは、データ送信を開始し、同期信号が生成されるマスタと呼ばれています。 この場合、任意のアドレス指定可能なデバイスは、彼の奴隷に関連して考慮しなければなりません。

I2C通信インタフェースは、先頭、すなわち、バスの制御が可能な複数のデバイスがそれに接続することができるいくつかを提供します。 タイヤに複数のマイクロコントローラを使用する機能は、複数のホストが任意の時点で送信することができることを示しています。 このような状況が発生したときに発生するリスクの潜在的混乱を排除するために、我々は、I2Cインタフェースを使用して専門の仲裁手続きを、開発しました。 パンダやその他のデバイスは、アセンブリI.のいわゆるルール上のバスへの機器の接続を提供します

タイミング信号の生成は、マスターの義務であり、それぞれがデータ転送中に、自身の信号を生成し、それが唯一の衝突が発生したときに、それが遅いスレーブまたは他のマスタを「引っ張る」イベントに変更することができ、さらに。

一般設定

SCL、SDAのようにプルアップ抵抗を介して正の電源に接続された双方向ラインです。 タイヤが完全にフリーである場合、各ラインが高い位置にあります。 バスに接続されているデバイスの出力段は、高速モードで以上400キロビット/秒の速度で送信することができる取付IM I2Cインタフェース情報を介して提供することができるオープンドレイン又はオープンコレクタ機能を有していなければならない標準速度にある間未満100キロビット/秒。 同時にバスに接続できるデバイスの総数は、唯一つのパラメータに依存します。 ラインのこの容量は400 pF程度以上ではありません。

確認

確認は、データ転送では必須の手順です。 送信機は、確認としてそのクロックの間SDAラインを解放しながら、リードは、対応する同期パルスを生成します。 その後、受信機は、低い状態で安定的に高いクロック状態安定保持SDAラインを確保しなければなりません。 この場合、考慮にセットアップとホールドを取ることが必要です。

ほとんどの場合、有利な対処受信機は、必ずしも各受信バイトの後に認め生成する必要があり、そしてここでの唯一の例外は送信のみの始まりは、アドレスCBUSを含んな状況です。

スレーブ・レシーバは、自身のアドレスの確認を送信することができない場合、ハイ状態のデータラインを残すために必要があり、その後、進行役は、すべての情報の送信が中断され、「停止」を発行する可能性を通知します。 アドレスが確認されたが、それは長くつながる任意のデータを受け入れる長時間駆動することができない場合にも送信することにより中断されなければなりません。 マスターは、信号「停止」を生成するようにこれを行うには、スレーブは、次の受信バイトを確認するだけのデータラインHIGHを残していません。

転送手続き、マスター受信機を提供する場合は、このケースでは、彼が行ってスレーブ送信の終了を通知しなければならない、そしてそれが最後に受信したバイトによって確認されていません。 この場合、スレーブ・トランスミッタは、すぐに再び「スタート」信号を、信号を生成し、「停止」または繰り返すことができますリードするデータ・ラインをリリース。

機器の状況を確認するには、上の写真のように、ArduinoのI2Cインタフェースのためのスケッチの標準例を入力しようとすることができます。

仲裁

鉛はタイヤのみの完全な解放後の情報の転送を開始するかもしれないが、二つ以上の大手は、最小保持時間でスタート信号の生成を過ごすことができます。 これは、最終的には、バス上の明確なシグナル「スタート」につながります。

SCL-バスがハイ状態になるまでの作業は、調停バスSDA上でそれらの瞬間を行いました。 先頭の一つは低データラインの送信を開始するが、他の場合 - SDLの状態は彼の拡張の高い適切な状態ではないので、高い、次いで後者は、それから完全に切断されます。

調停の継続は、いくつかのビットを行うことができます。 最初のアドレスは、データを伝送されているという事実に、調停は、アドレスの最後まで持続時間を有していてもよく、そしてそれは、同じデバイスをリードすることによって対処される場合、この場合には、アービトレーションに参加し、各種のデータを取ります。 このため、調停のスキームデータは、任意の衝突時に失われません。

マスターがアービトレーションを失った場合、その場合には、エンド・バイトに同期パルスSCLを発行することができ、そしてそのために失われているアクセス。