I2C ինտերֆեյսը նկարագրությունը ռուսերեն

Ժամանակակից կենցաղային տեխնիկայի, արդյունաբերական էլեկտրոնիկայի եւ տարբեր հեռահաղորդակցության սարքավորումների դեպքում դուք կարող եք հաճախ հանդիպել նմանատիպ լուծումներ, չնայած արտադրանքը կարող է գրեթե անփոփոխ լինել: Օրինակ, գրեթե յուրաքանչյուր համակարգը ներառում է հետեւյալը.

• Որոշ «խելացի» հսկողության հանգույց, որը շատ դեպքերում միակ chip microcomputer է,
• Ընդհանուր նշանակության հանգույցներ, ինչպիսիք են բյուրեղների LCD, RAM, I / O նավահանգիստները, EEPROM կամ մասնագիտացված տվյալների փոխարկիչները;
• Հատուկ հանգույցներ, ներառյալ վիդեո եւ ռադիո համակարգերի համար թվային հսկման եւ ազդանշանի մշակման սխեմաներ:

Ինչպես օպտիմալացնել նրանց դիմումը:

Այսպիսի ընդհանուր լուծումների օգտագործումը առավելագույնս օգտագործելու համար դիզայներների եւ արտադրողների համար, եւ բարելավել տարբեր սարքավորումների ընդհանուր կատարումը եւ պարզեցնել օգտագործվող սխեմաները, Philips- ը նպատակ է դրել ստեղծել չափազանց պարզ երկկողմանի երկկողմ ավտոբուս, որն ապահովում է առավել արդյունավետ միջկուսակցական վերահսկողություն: Այս ավտոբուսը ապահովում է տվյալների փոխանցում I2C ինտերֆեյսի միջոցով:

Մինչ օրս այս արտադրողի շրջանակը ներառում է ավելի քան 150 CMOS, ինչպես նաեւ երկբեւեռ սարքեր, որոնք համատեղելի են I2C- ի հետ եւ նախագծված են նշված կատեգորիաների ցանկացածում: Պետք է նշել, որ I2C ինտերֆեյսը սկզբնապես ներկառուցված է բոլոր համատեղելի սարքերի համար, որոնց շնորհիվ նրանք կարող են առանց որեւէ դժվարության պահպանել միմյանց կապը հատուկ ավտոբուսով: Նման դիզայնի լուծման օգտագործման շնորհիվ հնարավոր է լուծել տարբեր սարքավորումների բավականին մեծ քանակությամբ կապակցման խնդիրներ, ինչը բավականին բնորոշ է թվային համակարգերի զարգացման համար:

Հիմնական առավելությունները

Նույնիսկ եթե դուք կարճատես եք UART- ի, SPI- ի, I2C- ի ինտերֆեյսների նկարագրության մեջ, կարող եք տարբերակել վերջինիս առավելությունները.

• Աշխատելու համար անհրաժեշտ է ընդամենը երկու տող `համաժամացման եւ տվյալների: Ցանկացած սարքի, որը միանում է նման ավտոբուսին, ապագայում կարող է ծրագրված լինել ամբողջովին եզակի հասցեով: Ցանկացած ժամանակ կա պարզ հարաբերություն, որը թույլ է տալիս վարպետին գործել որպես վարպետ հաղորդիչ կամ վարպետ ստացող:
• Այս ավտոբուսը հնարավորություն է տալիս միաժամանակ ունենալ մի քանի ղեկավարներ, հնարավորություն տալով անհրաժեշտ բոլոր միջոցները բախումների որոշման, ինչպես նաեւ արբիտրաժի կանխման համար տվյալների կոռուպցիան, եթե երկու կամ ավելի հյուրընկալողներ սկսեն միաժամանակ տեղեկացնել: Ստանդարտ ռեժիմում միայն սերիան 8-bit տվյալների փոխանցվում է ոչ ավելի, քան 100 կբիթ / վ արագությամբ, եւ արագ ռեժիմում այս շեմը կարող է ավելացվել չորս անգամ:
• Չիպսերում օգտագործվում է հատուկ ներկառուցված զտիչ, որն արդյունավետորեն ճնշում է պայթյունները եւ ապահովում է տվյալների ամբողջականություն:
• Առավելագույն հնարավոր չիպսեր, որոնք կարող են մի ավտոբուսին միացնել, սահմանափակվում է միայն 400 պտույտ առավելագույն հնարավորությամբ:

Դիզայներների համար առավելությունները

I2C ինտերֆեյսը, ինչպես նաեւ բոլոր համատեղելի միկրոսխեմաները, զգալիորեն արագացնում են զարգացման գործընթացը, ֆունկցիոնալ դիագրամից մինչեւ վերջնական նախատիպ: Պետք է նշել, որ նման միկրոսխեմաները անմիջապես ավտոբուսին միացնելու հնարավորությունից, առանց հնարավոր բոլոր լրացուցիչ սխեմաների օգտագործման, առկա է նախատիպային համակարգի հետագա արդիականացման եւ փոփոխման համար `ավտոբուսից տարբեր սարքերի անջատման եւ միացման միջոցով:

Կան բազմաթիվ առավելություններ, որոնք տարբերակում են I2C ինտերֆեյսը: Նկարագրությունը, մասնավորապես, թույլ է տալիս Ձեզ տեսնել հետեւյալ առավելությունները դիզայներների համար.

• Ֆունկցիոնալ դիագրամում գտնվող բլոկները լիովին համապատասխանում են միկրոսխեմաներին, եւ միեւնույն ժամանակ ապահովվում է ֆունկցիոնալից սկզբունքորեն բավական արագ անցում:
• Ավտոբուսների ինտերֆեյսների մշակման անհրաժեշտություն չկա, քանի որ ավտոբուսը արդեն ինտեգրված է հատուկ չիպսեր:
• Տեղեկատվության փոխանցման եւ հասցեագրող սարքերի ինտեգրված արձանագրությունները թույլ են տալիս համակարգին լիովին ծրագրավորվել:
• Նույն տեսակի չիպսեր կարող են օգտագործվել ամբողջովին տարբեր ծրագրերում:
• Ընդհանուր զարգացման ժամանակահատվածը զգալիորեն կրճատվում է այն պատճառով, որ դիզայներները կարող են արագ ծանոթանալ ամենատարածված ֆունկցիոնալ բլոկներին, ինչպես նաեւ բոլոր տեսակի միկրոսխեմաներին:
• Ցանկության դեպքում դուք կարող եք ավելացնել կամ հեռացնել համակարգային չիպսեր, եւ չօգտագործել մեկ ավտոբուսին միացված այլ սարքավորումների վրա:
• Ծրագրային ապահովման զարգացման ընդհանուր ժամանակը կարող է զգալիորեն կրճատվել այն պատճառով, որ այն թույլատրվում է օգտագործել նորից օգտվելու ծրագրային մոդուլների գրադարան:

Ի թիվս այլ բաների, հարկ է նշել, որ խափանման միջոցների ախտորոշման եւ հետագա վրիպազերծման չափազանց պարզ ընթացակարգը, որը տարբերվում է I2C ինտերֆեյսից: Նկարագրության մեջ նշվում է, որ անհրաժեշտության դեպքում դուք կարող եք ակնթարթորեն վերահսկել նույնիսկ այդպիսի սարքավորումների շահագործման մեջ աննշան շեղումները `առանց որեւէ դժվարության եւ, համապատասխանաբար, համապատասխան միջոցներ ձեռնարկել: Հարկ է նաեւ նշել, որ դիզայներները ստացան հատուկ լուծումներ, որոնք, մասնավորապես, բավականին գրավիչ են տարբեր շարժական սարքավորումների եւ համակարգերի համար, որոնք ապահովում են մարտկոցի հզորությունը, օգտագործելով I2C ինտերֆեյսը: Ռուսերենով նկարագրությունը նաեւ ցույց է տալիս, որ դրա օգտագործումը հնարավորություն է տալիս ապահովել հետեւյալ կարեւոր առավելությունները.

• Ցանկացած ծագող միջամտության նկատմամբ բավականին բարձր մակարդակի դիմադրություն:
• Չափազանց ցածր էներգիայի սպառումը:
• Ցանցային լարման ամենալայն տիրույթը:
• Ջերմաստիճանի լայն շրջանակ:

Տեխնոլոգիների առավելությունները

Պետք է նշել, որ ոչ միայն դիզայներները, այլեւ հենց տեխնոլոգիաները վերջերս սկսել են օգտագործել մասնագիտացված I2C ինտերֆեյսը: Ռուսերենով նկարագրությունը ցույց է տալիս այն բավականին լայն շրջանակ, որոնք տրամադրվում են այս կատեգորիայի մասնագետներին:

• Այս ինտերֆեյսով ստանդարտ երկկողմանի սերիալային ավտոբուսը թույլ է տալիս նվազեցնել միկրոկոհամակարգերի միջեւ կապերը, այսինքն, նրանք ունեն ավելի քիչ շփումներ եւ ավելի քիչ հետքեր, որպեսզի տպագիր տպատախտակները դառնում են ավելի թանկ եւ ավելի փոքր չափեր ունեն:
• Լիովին ինտեգրված I2C ինտերֆեյս LCD1602 կամ այլ տարբերակ ամբողջովին վերացնում է հասցեային լուծիչների կարիքը, ինչպես նաեւ այլ արտաքին փոքր տրամաբանությունը:
• Նախատեսվում է միաժամանակ մի քանի տանտերեր օգտագործել նման ավտոբուսում `դրանով իսկ զգալիորեն արագացնելով սարքավորումների փորձարկումները եւ հետագա կազմաձեւումը, քանի որ ավտոբուսը կարելի է միացնել հավաքատեղիի համակարգչին:
• VSO- ի, SO- ի եւ մասնագիտացված DIL- փաթեթի ներդաշնակ ինտերֆեյսների առկայությունը թույլ է տալիս զգալիորեն նվազեցնել սարքի չափսերի պահանջները:

Սա LCD- ի 1602-ի եւ այլնի I2C- ի տարբերակն է: Բացի այդ, համատեղելի չիպսերը թույլ են տալիս զգալիորեն մեծացնել օգտագործված համակարգի ճկունությունը, ապահովելով տարբեր սարքավորումների ընտրանքների չափազանց պարզ դիզայն, ինչպես նաեւ համեմատաբար հեշտ փոփոխություններ `ժամանակակից մակարդակով հետագա զարգացմանը նպաստելու համար: Այսպիսով, հնարավոր է զարգացնել տարբեր սարքավորումների ամբողջ ընտանիքը `օգտագործելով որպես հիմնական որոշակի մոդել:

Հետագա սարքավորումների արդիականացումն ու գործառույթների ընդլայնումը կարող է իրականացվել համապատասխան հպման ավտոբուսի ստանդարտ միացման միջոցով Arduino 2C ինտերֆեյսի կամ այլ մատչելի ցուցակի միջոցով: Եթե պահանջվում է ավելի մեծ ROM, ապա այս դեպքում բավարար կլինի ընտրել մեկ այլ microcontroller, որն ունի ROM թողունակություն: Քանի որ թարմացված չիպսերը, անհրաժեշտության դեպքում, կարող են ամբողջովին փոխարինել հիններին, հնարավոր է հեշտությամբ ավելացնել նոր հատկություններ սարքին կամ ավելացնել ընդհանուր կատարումը `հնացած չիպսերի սովորական անջատման եւ նոր սարքավորումների հետագա փոխարինման միջոցով:

ACCESS.bus

Շնորհիվ այն բանի, որ ավտոբուսը երկկողմանի բնույթ ունի, ինչպես նաեւ ծրագրի հասցեավորման հնարավորությունը `ACCESS.bus- ի համար առավել իդեալական պլատֆորմներից մեկը I2C ինտերֆեյսն է: Սույն սարքի հատկորոշիչը (ռուսերենով նկարագրությունը ներկայացված է հոդվածում) դարձնում է այն ավելի էժան այլընտրանք, օգտագործելով RS-232C ինտերֆեյսը, տարբեր չորս արտաքին սարքեր միացնելու համար, օգտագործելով ստանդարտ չորս կոնտակտային միակցիչ:

Հստակեցման ներածություն

Ժամանակակից 8-բիտ կառավարման ծրագրերի համար, որոնք օգտագործում են միկրոպրոցեսորներ, հնարավոր է որոշակի նախագծման չափանիշներ սահմանել.

• Ամբողջ համակարգը դեպքերի մեծամասնության մեջ է մտնում միկրոկոնտրոլեր եւ այլ ծայրամասային սարքեր, ներառյալ հիշողության եւ բոլոր տեսակի I / O նավահանգիստները,
• Պետք է նվազագույնի հասցնել մի համակարգում տարբեր սարքերը համատեղելու ընդհանուր արժեքը.
• Կառավարման գործառույթների լիազորված համակարգը չի պահանջում բարձր արագությամբ տեղեկատվության փոխանցում:
• Ընդհանուր արդյունավետությունը ուղղակիորեն կախված է ընտրված սարքավորումներից, ինչպես նաեւ միացնող ավտոբուսի բնույթից:

Ստեղծեք այն համակարգը, որը լիովին բավարարում է վերը նշված չափանիշներին, դուք պետք է օգտագործեք ավտոբուս, որտեղ կօգտագործվի սերիական I2C ինտերֆեյսը: Չնայած այն հանգամանքին, որ սերիական ավտոբուսը զուգահեռ թողունակություն չունի, այն ավելի քիչ կապեր է պահանջում, եւ ավելի քիչ չիպային շփումներ: Միեւնույն ժամանակ, մի մոռացեք, որ ավտոբուսը ներառում է ոչ միայն միացնող լարերը, այլ նաեւ համակարգում հաղորդակցության ապահովման համար անհրաժեշտ տարբեր ընթացակարգեր եւ ձեւաչափեր:

I2C- ի ծրագրաշարի կամ համապատասխան ավտոբուսի միջոցով հաղորդակցման սարքերը պետք է ունենան հատուկ արձանագրություն, որը կարող է կանխել տեղեկատվության տարբեր բախման, կորստի կամ արգելափակում: Արագ սարքերը պետք է կարողանան շփվել դանդաղների հետ, եւ համակարգը չպետք է կախված լինի դրա հետ կապված սարքավորումներից, քանի որ հակառակ դեպքում բոլոր բարելավումները եւ փոփոխությունները չեն կարող օգտագործվել: Անհրաժեշտ է նաեւ մշակել այնպիսի ընթացակարգ, որով փաստացի որոշում է, թե որն է սարքը, որն այժմ վերահսկում է ավտոբուսը եւ ինչ ժամանակում: Բացի այդ, եթե նույն ավտոբուսին միացված են տարբեր ժամացույցային հաճախականություններ ունեցող տարբեր սարքեր, դուք պետք է որոշեք դրա համաժամացման աղբյուրը: Այս բոլոր չափանիշները համապատասխանում են I2C- ի ինտերֆեյսը AVR- ի եւ ցանկացած այլ ցանկի համար:

Հիմնական հասկացություն

I2C ավտոբուսը կարող է օժանդակել ցանկացած չիպային տեխնոլոգիայի օգտագործմանը: I2C LabVIEW ինտերֆեյսը եւ դրա նման մյուսները ապահովում են երկու տողերի օգտագործումը `տեղեկատվության փոխանցման եւ համաժամացման համար: Այս եղանակով միացված ցանկացած սարքը ճանաչված է եզակի հասցեով անկախ այն բանից, թե դա LCD բուֆեր, միկրոկտրոլեր, հիշողության կամ ստեղնաշարի ինտերֆեյս է, եւ կարող է հանդես գալ որպես ստացող կամ հաղորդիչ, կախված նրանից Այս սարքավորումն նախատեսված է:

Բազմաթիվ դեպքերում LCD- ի բուֆերը ստանդարտ ստացողի է, եւ հիշողությունը կարող է ոչ միայն ստանալ, այլ նաեւ փոխանցել տարբեր տվյալներ: Ի թիվս այլ բաների, տեղեկատվության տեղափոխման գործընթացում գործիքները կարող են դասակարգվել որպես ստրուկ եւ հյուրընկալող:

Այս դեպքում վարպետը կոչվում է սարքը, որը նախաձեռնում է տվյալների փոխանցումը, ինչպես նաեւ առաջացնում է համաժամացման ազդանշան: Միեւնույն ժամանակ ցանկացած հասցեական սարքը համարվում է ստրուկներ:

I2C- ի հաղորդակցման ինտերֆեյսը նախատեսում է մի քանի առաջատարի ներկայություն, այսինքն, ավտոբուսի կառավարման կարողություն ունեցող մեկից ավելի սարքեր, որոնք կարող են կապվել դրա հետ: Մեկ ավտոբուսում մեկից ավելի միկրոկղոլլերի օգտագործման հնարավորությունը ցույց է տալիս, որ ժամանակի որոշ կետում կարող է ավելի քան մեկ վարպետ ուղարկվել: Վերացնել հնարավոր քաոսը, որը վտանգ է ներկայացնում նման իրավիճակի դեպքում, մշակվում է մասնագիտացված արբիտրաժային ընթացակարգ, որն օգտագործում է I2C ինտերֆեյսը: Expanders եւ այլ սարքեր ապահովում են միացնել սարքերը ավտոբուսով, այսպես կոչված, տեղադրման կանոնադրությամբ I.

Ժամացույցի ազդանշանների գեներացումը տերմինի պատասխանատվությունն է, եւ նրանցից յուրաքանչյուրը տվյալների փոխանցման ընթացքում առաջացնում է իր սեփական ազդանշանը, եւ հետագայում այն կարող է փոխվել միայն այն դեպքում, եթե այն բռնվելով դանդաղ ստրուկ սարքի կամ այլ վարպետի կողմից «քաշեց»:

Ընդհանուր դրույթներ

Երկուսն էլ SCL- ն եւ SDA- ն երկկողմանի գծեր են, որոնք կապված են դրական էներգիայի աղբյուրի հետ, օգտագործելով քաշի դիմադրողականություն: Երբ դողը լիովին ազատ է, յուրաքանչյուր գծի բարձր դիրքում է: Ավտոբուսին միացված սարքերի ելքային փուլերը պետք է լինեն բաց դռնակ կամ բաց հավաքիչ, որպեսզի խմբագրման գործառույթը հնարավոր լինի տրամադրել: I2C ինտերֆեյսի միջոցով տեղեկատվությունը կարող է փոխանցվել արագ ռեժիմում 400 կբիթ / վրկ արագությամբ, իսկ ստանդարտ արագությամբ Չի գերազանցի 100 կբիթ / վրկ: Ավտոբուսի միաժամանակ միացված սարքերի ընդհանուր թիվը կախված է միայն մեկ պարամետրից: Սա գիծի հզորություն է, որը 400 պֆ-ից ոչ ավելի է:

Հաստատում

Ընդունումը տվյալների փոխանցման գործընթացում պարտադիր ընթացակարգ է: Վարպետն առաջացնում է համապատասխան համաժամացման զարկերակ, իսկ հաղորդիչն այս ժամացույցի ընթացքում տարածում է SDA գիծը որպես հաստատում: Դրանից հետո ստացողը պետք է ապահովի SDA գիծի կայուն պահումը կայուն ցածր վիճակում գտնվող համաժամանակյա զարկի բարձր վիճակում: Այս դեպքում դուք միշտ պետք է հաշվի առնեք տեղադրման եւ պահելու ժամանակը:

Դեպքերի գերակշռող մեծամասնությունում դիմող ստացողը պարտադիր պետք է ստանա հաստատում յուրաքանչյուր բեթից հետո, եւ միակ բացառությունը այստեղ այն դեպքերն է, երբ փաթեթի մեկնարկը ներառում է CBUS հասցեն:

Եթե ստրուկի ստացողը չունի իր հասցեի հաստատումը հնարավորություն, ապա պետք է թողնել տվյալների գիծը բարձր վիճակում, եւ դրանից հետո վարպետը կկարողանա թողարկել «Stop» ազդանշան, որը կտրամադրի բոլոր տեղեկությունները ուղարկելու համար: Եթե հասցեն հաստատվել է, բայց ստրուկը չի կարող երկար ժամանակ որեւէ այլ տվյալներ վերցնել, ապա պետք է ընդհատվի նաեւ ծանրոցը: Դա անելու համար ստրուկը չի ճանաչում հաջորդ ստացված բայթը եւ պարզապես թողնում է տվյալների գիծը բարձր վիճակում, պատճառելով վարպետին Սթափ ազդանշան ստեղծելու համար:

Եթե փոխանցման ընթացակարգում տրամադրվում է վարպետ ընդունիչ, ապա այդ դեպքում այն պետք է տեղեկացնի ստրուկին հաղորդման ավարտի մասին, եւ դա արվում է, չհաստատելու վերջին ստացված բայթը: Այս դեպքում, ստրուկ հաղորդիչն անմիջապես բացում է տվյալների գիծը, որպեսզի վարպետը կարող է թողարկել «Stop» ազդանշան կամ կրկնել «Սկսել» ազդանշանը:

Մատչելիությունը ստուգելու սարքավորումների, դուք կարող եք փորձել է մտնել ստանդարտ օրինակներ էսքիզները համար Arduino I2C ինտերֆեյսը, քանի որ լուսանկարում վերոնշյալ.

արբիտրաժը

Կապար կարող է սկսվել վերահասցեավորում տեղեկությունները տրամադրվում են միայն այն բանից հետո, ամբողջական ազատագրման դող, բայց երկու կամ ավելի առաջատար, կարող է ծախսել սերնդի մեկնարկային ազդանշանի առնվազն պահման ժամանակ: Ի վերջո հանգեցնում է որոշակի ազդանշանի "Start" ավտոբուսում:

Աշխատանքային իրականացվում է արբիտրաժը ավտոբուսի եւ sda այդ պահերը մինչեւ SCL-ավտոբուսը գտնվում է բարձր պետական: Եթե մեկը առաջատար սկսում է փոխանցել տվյալների գիծը ցածր, բայց մյուս բարձր, ապա վերջինս լիովին անջատում է, քանի որ պետությունը SDL տեղին չէ ավելի բարձր պետությունն իր երկարաձգման.

Շարունակությունն է արբիտրաժի կարող է իրականացվել մի քանի bits. Պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ առաջին հասցեները, որոնք փոխանցվում, եւ ապա տվյալների, արբիտրաժը կարող է ունենալ տեւողությունը մինչեւ վերջ հասցեով, եւ եթե դա կլինի դիմել է առաջատար նույն սարքը, այս դեպքում, պետք է մասնակցել եւ տարբեր տվյալներ արբիտրաժի: Քանի որ այս արբիտրաժի սխեման տվյալները չեն կորցրել այն դեպքում, ցանկացած բախման.

Եթե տերը կորցնում արբիտրաժ, որի դեպքում այն կարող է թողարկել համաժամացման իմպուլսներ SCL մինչեւ վերջ բայտ, եւ որի համար մուտք գործել արդեն կորցրել.