Magistrala sterująca I²C. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Komputery

 Komentarze do artykułu

I²C to dwuprzewodowy interfejs opracowany przez firmę Philips. Oryginalna specyfikacja interfejsu miała maksymalną szybkość transmisji 100 Kb/s. Jednak z biegiem czasu pojawiły się standardy dotyczące szybszych trybów działania I²C. Do jednej opony I²C, można podłączyć urządzenia o różnych szybkościach dostępu, ponieważ szybkość transmisji danych jest określana przez sygnał zegarowy.

Protokół transmisji danych jest zaprojektowany w taki sposób, aby gwarantował niezawodny odbiór przesyłanych danych.

Podczas przesyłania danych jedno urządzenie pełni funkcję „Master”, które inicjuje transmisję danych i generuje sygnały synchronizacji. Kolejne urządzenie „Slave” – rozpoczyna transmisję dopiero na polecenie „Mastera”.

W mikrokontrolerach PIC16CXXX tryb „Slave” urządzenia jest zaimplementowany sprzętowo w module SSP. Tryb „Master” jest zaimplementowany programowo.

Podstawowe pojęcia używane przy opisie pracy autobusu I²C:

Nadajnik - urządzenie przesyłające dane w autobusie

Odbiorca - urządzenie odbierające dane z magistrali

"Gospodarz" - urządzenie inicjujące transmisję i generujące sygnał zegarowy

"niewolnik" - urządzenie, do którego dostęp ma "Master"

Multi „Mistrz” - tryb autobusowy I²C z więcej niż jednym „Masterem”

Arbitraż - procedura zapewniająca, że ​​tylko jeden „Master” steruje magistralą

Synchronizacja - procedura synchronizacji sygnału zegara z dwóch lub więcej urządzeń

Stopnie wyjściowe kondycjonerów zegara (SCL) i danych (SDA) muszą być wykonane w obwodach otwartego kolektora (dren), aby połączyć kilka wyjść i podłączone do dodatniego zasilania przez zewnętrzny rezystor, aby uzyskać poziom „1” na magistrali, gdy żadne z urządzeń nie generuje sygnału „0”. Maksymalne obciążenie pojemnościowe jest ograniczone do 400pF.

Inicjalizacja i zakończenie transferu danych

Gdy nie ma transmisji danych na magistrali, sygnały SCL i SDA są wysokie ze względu na zewnętrzny rezystor.

Sygnały START i STOP są generowane przez „Master” w celu określenia odpowiednio początku i końca transmisji danych.

Sygnał START jest generowany przez przejście z wysokiego do niskiego sygnału SDA, podczas gdy sygnał SCL jest wysoki. Sygnał STOP jest zdefiniowany jako przejście SDA od niskiego do wysokiego, gdy SCL jest wysoki. Tak więc podczas przesyłania danych sygnał SDA może się zmieniać tylko wtedy, gdy sygnał SCL jest niski.

Adresowanie urządzeń na magistrali I²C

Do adresowania urządzeń wykorzystywane są dwa formaty adresu:

Prosty format 7-bitowy z bitem odczytu/zapisu R/W;

oraz format 10-bitowy - w pierwszym bajcie przesyłane są dwa najbardziej znaczące bity adresu i bit zapisu/odczytu, w drugim bajcie przesyłana jest dolna część adresu.

Potwierdzenie przyjęcia

Podczas przesyłania danych, po każdym przesłanym bajcie, odbiorca musi potwierdzić odbiór bajtu sygnałem ACK.

Jeżeli „Slave” nie potwierdzi odebrania adresu lub bajtu danych, „Master” musi przerwać transmisję wysyłając sygnał STOP.

Podczas przesyłania danych z „Slave” do „Master”, „Master” generuje sygnały potwierdzenia odbioru danych ACK. Jeśli „Master” nie potwierdzi odebrania bajtu, „Slave” przestaje przesyłać dane, „zwalniając” linię SDA. „Master” może wtedy wygenerować sygnał STOP.

Dla opóźnienia transmisji danych „Slave” może ustawić logiczne zero, wskazując „Masterowi” czekać. Po „uwolnieniu” linii SCL transmisja danych jest kontynuowana.

Transfer danych z „Master” do „Slave”

Odczytywanie danych z „Slave”

Korzystanie z sygnału ponownego START w celu uzyskania dostępu do „Slave”

Tryb multi-master

Protokół komunikacyjny I²C pozwala mieć więcej niż jednego „Mastera” w magistrali. Funkcje arbitrażu i synchronizacji służą do rozwiązywania konfliktów na magistrali podczas inicjalizacji transferu.

Arbitraż

Arbitraż jest wykonywany na linii SDA, gdy linia SCL jest w stanie wysokim. Urządzenie, które podnosi linię SDA w stan wysoki, gdy inne wysyła stan niski, traci prawo do przejęcia „Master” i musi przejść w tryb „Slave”. „Master”, który utracił inicjatywę na magistrali, może generować impulsy zegarowe do końca bajtu, w którym utracił swoje właściwości „master”.

Synchronizacja

Zegar na magistrali następuje po przeprowadzeniu arbitrażu na sygnale SCL. Gdy sygnał SCL przechodzi od wysokiego do niskiego, wszystkie zainteresowane urządzenia zaczynają odliczać czas trwania niskiego poziomu. Następnie urządzenia zaczynają zmieniać SCL z niskiego na wysoki zgodnie z wymaganą szybkością transmisji danych. Po przejściu poziomu od niskiego do wysokiego zainteresowane urządzenia liczą czas trwania wysokiego poziomu. Pierwsze urządzenie, które obniży sygnał SCL, określa parametry zegara.

Publikacja: cxem.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Komputery.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Ujawnił sekret migoczącej błyskawicy 01.05.2021 Naukowcy z brazylijskiego Narodowego Instytutu Badań Kosmicznych (INPE), we współpracy z kolegami z USA, Wielkiej Brytanii i Afryki Południowej, po raz pierwszy zarejestrowali powstawanie i rozgałęzianie się struktur świetlnych podczas uderzeń piorunów. Naukowcy przeanalizowali obrazy zarejestrowane przez kamerę w bardzo zwolnionym tempie, aby dowiedzieć się, dlaczego uderzenia pioruna dzielą się na dwie części i czasami tworzą świecące wzory, które ludzkie oko interpretuje jako migotanie. Naukowcy wykorzystali ultraszybkie cyfrowe kamery wideo, aby zarejestrować ponad 200 wybuchów podczas letnich burz w São Paulo (Brazylia) i Rapid City (Południowa Dakota, USA) w latach 2008-2019. Zarejestrowane przez nich błyski wznoszące były spowodowane dodatnio naładowanymi wyładowaniami atmosferycznymi z chmury do ziemi, które są znacznie częstsze, jak opisał ten sam zespół badawczy INPE w poprzednim badaniu. Piorun skierowany w górę pojawia się na szczycie wieży lub od piorunochronu na wieżowcu, na przykład, gdy pole elektryczne burzy jest zakłócone przez wyładowanie chmury na ziemię w odległości do 60 km. Zaletą rejestrowania obrazów wznoszących się błyskawic jest to, że pozwalają nam zobaczyć całą trajektorię tych dodatnich wyładowań z ziemi do podstawy chmur. Na wierzchołku dodatniego wyładowania prowadzącego czasami tworzy się wyładowanie o niskiej jasności o strukturze przypominającej szczoteczkę. To wyładowanie, często określane jako szczotka koronowa, może zmienić kierunek, dzieląc się na dwie części. Gdy błysk w górę pomyślnie rozwidla się, może zmienić kierunek w lewo lub w prawo. Gdy nie ma rozgałęzień, pędzel koronowy tworzy bardzo krótkie segmenty tak jasne jak sam lider.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nowe programowalne wielokanałowe 16-/14-bitowe przetworniki ADC

▪ Tablet ASUS Eee Slate B121

▪ Ładowarki do samochodów elektrycznych na parkingach

▪ Internet szerokopasmowy to niezbywalne prawo człowieka

▪ Przekształcanie wodoru w metal

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Parametry komponentów radiowych. Wybór artykułów

▪ artykuł Jamesa Brancha Cabella. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Kto i kiedy zdobył złote medale w łyżwiarstwie figurowym, nie bojąc się przerwy w akompaniamencie muzycznym? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Działka. Wskazówki podróżnicze

▪ artykuł Jednostka sterująca syntezatorem częstotliwości radiowych VHF. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Latający szalik. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024