Интерфейсная шина i2c.

3 вида устройств:

1. Интеллектуальный узел – осуществляет управление; микроконтроллеры; однокристальные ЭВМ.

2. Блоки общего назначения (дисплей, порты ввода – вывода, устройства памяти, АЦП, ЦАП).

3. Специализированные устройства, характерные для отдельных приложений: блоки настройки, коммутации.

Phillips разработала простую двухпроводную, двунаправленную шину для межсхемного соединения: intel IC (IIC, I²C). С её помощью можно строить все устройства и реализовать все их функции.

Используются только две линии:

SDA – линия данных (последовательная передача)

SCL – линия синхронизации.

Стандартная скорость – до 100 кбит/с.

Быстрый режим – до 400 кбит/с.

Суммарная емкостная нагрузка не должна превышать 400 пФ.

Существует множество микросхем, которые имеют встроенный интерфейс: КМОП, n-МОП, ТТЛ, ЭСЛ.

Достоинство:

I) для конструкторов:

1. Блоки на функциональной схеме реализуются отдельными МС.

2. Нет необходимости разрабатывать интерфейс (схема присоединения к шине).

3. Одни и теже микросхемы могут использоваться в различных приложениях.

4. Отдельные микросхемы легко могут быть добавлены или убраны, не влияя на систему.

5. Упращается отладка и настройка системы для изготовителя.

II) для изготовителя:

1. Для соединения микросхемы требуется всего 2 линии, следовательно упрощается разводка и следовательно уменьшается стоимость и габариты плат.

2. Возможность наличия на линии нескольких ведущих.

Общие концепции шины I²C: применяется в системе с восьмиразрядным микропроцессором.

Для связи кроме самих линий нужен протокол обмена, чтобы не было потери данных.

Две группы устройств:

1. Типа Master (хозяин, ведущий).

2. Типа Slave (раб, ведомый).

В качестве ведущего используется микроконтроллер.

Возможно несколько ведущих на шине.

Ведущий генерирует импульсы синхронизации.

Устройства:

1. Передатчик.

2. Приемник.

Каждое устройство имеет свой уникальный адрес. Ведущий перед началом работы выдает на шину адрес ведомого. Ведущий задает направление передачи. Ведомое устройство, обнаружив свой адрес, посылает сигнал подтверждения и выполняет указанную функцию.

Все устройства присоединяются к шине, присоединяются по методу «монтажного ИЛИ»: выходы устройств должны иметь выходы с открытым стоком (коллектором).

Все устройства подключаются параллельно к линии.

Rр – подтягивающие резисторы.

Uип = 3 …15 В. (чаще всего 5 В).

Пересылка каждого бита сопровождается синхроимпульсом по линии SCL.

Действительность данных:

Состояние (условие) START и STOP – это состояние шины, вырабатывает выдущий.

Формат передаваемого байта: число передаваемых байт не ограничено; данные передаются со старшего разряда.

Девятый импульс:ведомый должен выдать сигнал подтверждения. АСК: проверяется сохранность данных.

Для прекращения передачи ведомый выставляет на линию синхронизации низкий уровень и ведущий прекращает передачю данных.

Адресация устройств на шине, можно использовать два формата:

1. семибитный (2⁷=128)

2. десытибитный.

Передача адреса всегда следует за условием START.

START	A6	A5	A4	A3	A2	A1	A0	R/		: 7 - битный
		адрес							
							Бит направления 
									
		Байт (передает ведущий)

R/ =1, чтение (ведомый – передатчик)

R/ =0, запись (ведомый – приемник).

Десятибитный:

START

1

1

1

1

0

A9

A8

R/

A7

A6

A5

A4

A3

A2

A1

A0

Из 7 разрядов выделяется две части:

1. фиксированное.

2. программируемая.

Фиксированная часть устанавливается в комиссии по шине I²C (это 4 разряда). Программная часть может менять пользователь (обычно перемычками).

224