I2C इंटरफ़ेस: रूसी में विवरण

विषयसूची:

I2C इंटरफ़ेस: रूसी में विवरण
I2C इंटरफ़ेस: रूसी में विवरण
Anonim

आधुनिक घरेलू उपकरणों, औद्योगिक इलेक्ट्रॉनिक्स और विभिन्न दूरसंचार उपकरणों में, समान समाधान अक्सर पाए जा सकते हैं, हालांकि उत्पाद व्यावहारिक रूप से असंबंधित हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, लगभग हर सिस्टम में निम्नलिखित शामिल हैं:

  • एक निश्चित "स्मार्ट" नियंत्रण इकाई, जो अधिकांश मामलों में एकल-चिप माइक्रो कंप्यूटर है;
  • सामान्य प्रयोजन के घटक जैसे LCD बफ़र्स, RAM, I/O पोर्ट, EEPROM या समर्पित डेटा कन्वर्टर्स;
  • वीडियो और रेडियो सिस्टम के लिए डिजिटल ट्यूनिंग और सिग्नल प्रोसेसिंग सर्किट सहित विशिष्ट घटक।

उनके आवेदन का अनुकूलन कैसे करें?

uart spi i2c इंटरफेस का संक्षिप्त विवरण
uart spi i2c इंटरफेस का संक्षिप्त विवरण

डिजाइनरों और निर्माताओं के लाभ के लिए इन सामान्य समाधानों का अधिकतम लाभ उठाने के लिए, साथ ही साथ विभिन्न हार्डवेयर के समग्र प्रदर्शन में सुधार करने और लागू सर्किटरी घटकों को सरल बनाने के लिए, फिलिप्स ने सबसे सरल दो-तार द्विदिश विकसित करने के लिए निर्धारित किया है। बस जो सबसे अधिक उत्पादक इंटर-चिप प्रदान करती हैनियंत्रण। यह बस I2C इंटरफ़ेस के माध्यम से डेटा ट्रांसफर प्रदान करती है।

आज, निर्माता की उत्पाद श्रृंखला में 150 से अधिक CMOS, साथ ही I2C के साथ संगत बाइपोलर डिवाइस शामिल हैं और सूचीबद्ध किसी भी श्रेणी में काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि I2C इंटरफ़ेस शुरू में सभी संगत उपकरणों में बनाया गया है, जिसके कारण वे एक विशेष बस का उपयोग करके आसानी से एक दूसरे के साथ संवाद कर सकते हैं। इस तरह के एक डिजाइन समाधान के उपयोग के कारण, विभिन्न उपकरणों के इंटरफेसिंग की काफी बड़ी संख्या में समस्याओं को हल करना संभव था, जो कि डिजिटल सिस्टम के विकास के लिए काफी विशिष्ट है।

मुख्य लाभ

i2c इंटरफ़ेस
i2c इंटरफ़ेस

यहां तक कि अगर आप UART, SPI, I2C इंटरफेस के संक्षिप्त विवरण को देखते हैं, तो आप बाद वाले के निम्नलिखित लाभों पर प्रकाश डाल सकते हैं:

  • काम करने के लिए आपको सिर्फ दो लाइन चाहिए- सिंक्रोनाइज़ेशन और डेटा। कोई भी उपकरण जो इस तरह की बस से जुड़ता है, उसे प्रोग्रामेटिक रूप से पूरी तरह से अद्वितीय पते पर संबोधित किया जा सकता है। किसी भी समय, एक साधारण संबंध होता है जो स्वामी को मास्टर-ट्रांसमीटर या मास्टर-रिसीवर के रूप में कार्य करने की अनुमति देता है।
  • यह बस एक साथ कई मास्टर्स रखने की क्षमता प्रदान करती है, टकरावों को निर्धारित करने के लिए सभी आवश्यक साधन प्रदान करती है, साथ ही दो या दो से अधिक मास्टर्स एक साथ सूचना प्रसारित करना शुरू करने की स्थिति में डेटा भ्रष्टाचार को रोकने के लिए मध्यस्थता प्रदान करते हैं। मानक मोड मेंकेवल सीरियल 8-बिट डेटा ट्रांसमिशन 100 kbps से अधिक की गति से प्रदान नहीं किया जाता है, और तेज़ मोड में इस सीमा को चार गुना बढ़ाया जा सकता है।
  • चिप्स एक विशेष बिल्ट-इन फिल्टर का उपयोग करते हैं जो प्रभावी रूप से वृद्धि को दबाता है और अधिकतम डेटा अखंडता सुनिश्चित करता है।
  • चिप्स की अधिकतम संभव संख्या जिसे एक बस से जोड़ा जा सकता है, इसकी अधिकतम संभव क्षमता 400 pF तक सीमित है।

रचनाकारों के लिए लाभ

i2c इंटरफ़ेस LCD1602
i2c इंटरफ़ेस LCD1602

I2C इंटरफ़ेस, साथ ही सभी संगत चिप्स, कार्यात्मक आरेख से इसके अंतिम प्रोटोटाइप तक, विकास प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से गति प्रदान कर सकते हैं। साथ ही, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि सभी प्रकार के अतिरिक्त सर्किटों का उपयोग किए बिना ऐसे माइक्रोक्रिकिट को सीधे बस से जोड़ने की संभावना के कारण, विभिन्न उपकरणों को डिस्कनेक्ट और कनेक्ट करके प्रोटोटाइप सिस्टम के और आधुनिकीकरण और संशोधन के लिए जगह प्रदान की जाती है। बस।

ऐसे कई लाभ हैं जो I2C इंटरफ़ेस को सबसे अलग बनाते हैं। विवरण, विशेष रूप से, आपको निर्माणकर्ताओं के लिए निम्नलिखित लाभ देखने की अनुमति देता है:

  • कार्यात्मक आरेख पर ब्लॉक पूरी तरह से microcircuits से मेल खाते हैं, और साथ ही, कार्यात्मक से मौलिक में काफी त्वरित संक्रमण प्रदान किया जाता है।
  • बस इंटरफेस विकसित करने की कोई आवश्यकता नहीं है क्योंकि बस पहले से ही मूल रूप से समर्पित चिप्स में एकीकृत है।
  • एकीकृत संचार प्रोटोकॉल औरडिवाइस एड्रेसिंग सिस्टम को पूरी तरह से सॉफ्टवेयर-परिभाषित होने की अनुमति देता है।
  • एक ही प्रकार के माइक्रो-सर्किट, यदि आवश्यक हो, पूरी तरह से भिन्न अनुप्रयोगों में उपयोग किए जा सकते हैं।
  • इस तथ्य के कारण कुल विकास का समय काफी कम हो गया है कि डिजाइनर सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले कार्यात्मक ब्लॉकों के साथ-साथ विभिन्न माइक्रोक्रिकिट से जल्दी से परिचित हो सकते हैं।
  • यदि आप चाहें, तो आप सिस्टम से चिप्स जोड़ या हटा सकते हैं, और साथ ही उसी बस से जुड़े अन्य उपकरणों पर अधिक प्रभाव नहीं डाल सकते हैं।
  • पुन: प्रयोज्य सॉफ़्टवेयर मॉड्यूल की लाइब्रेरी की अनुमति देकर कुल सॉफ़्टवेयर विकास समय को काफी कम किया जा सकता है।

अन्य बातों के अलावा, यह विफलताओं के निदान के लिए अत्यंत सरल प्रक्रिया पर ध्यान देने योग्य है और आगे डिबगिंग, जो I2C इंटरफ़ेस को अलग करता है। विवरण से पता चलता है कि, यदि आवश्यक हो, तो ऐसे उपकरणों के संचालन में मामूली विचलन भी बिना किसी कठिनाई के तुरंत निगरानी की जा सकती है और तदनुसार, उचित उपाय किए जा सकते हैं। यह भी ध्यान देने योग्य है कि डिजाइनरों को विशेष समाधान मिलते हैं, जो विशेष रूप से, विभिन्न पोर्टेबल उपकरणों और प्रणालियों के लिए काफी आकर्षक हैं जो I2C इंटरफ़ेस का उपयोग करके बैटरी पावर प्रदान करते हैं। रूसी में विवरण यह भी इंगित करता है कि इसका उपयोग आपको निम्नलिखित महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करने की अनुमति देता है:

  • किसी भी उभरते हस्तक्षेप के लिए पर्याप्त रूप से उच्च स्तर का प्रतिरोध।
  • आखिरकारकम बिजली की खपत।
  • सबसे व्यापक आपूर्ति वोल्टेज रेंज।
  • व्यापक तापमान रेंज।

प्रौद्योगिकीविदों के लिए लाभ

यह ध्यान देने योग्य है कि न केवल डिजाइनरों, बल्कि प्रौद्योगिकीविदों ने भी हाल ही में एक विशेष I2C इंटरफ़ेस का उपयोग करना शुरू कर दिया है। रूसी में विवरण इस श्रेणी के विशेषज्ञों द्वारा प्रदान किए जाने वाले लाभों की एक विस्तृत श्रृंखला को इंगित करता है:

  • इस इंटरफेस के साथ एक मानक दो-तार सीरियल बस आईसी के बीच इंटरकनेक्ट को कम करता है, जिसका अर्थ है कि कम पिन और कम ट्रैक की आवश्यकता होती है, जिससे पीसीबी कम खर्चीला और बहुत छोटा हो जाता है।
  • एक पूरी तरह से एकीकृत I2C इंटरफ़ेस LCD1602 या कोई अन्य विकल्प एड्रेस डिकोडर और अन्य बाहरी छोटे तर्क की आवश्यकता को पूरी तरह से समाप्त कर देता है।
  • एक ही समय में ऐसी बस में कई मास्टर्स का उपयोग करना संभव है, जो परीक्षण और उसके बाद के उपकरण सेटअप में काफी तेजी लाता है, क्योंकि बस को असेंबली लाइन कंप्यूटर से जोड़ा जा सकता है।
  • वीएसओ, एसओ और कस्टम डीआईएल पैकेज में इस इंटरफेस के साथ संगत आईसी की उपलब्धता डिवाइस के आकार की आवश्यकताओं को काफी कम कर सकती है।

यह केवल लाभों की एक छोटी सूची है जो LCD1602 और अन्य के I2C इंटरफ़ेस को अलग करता है। इसके अलावा, संगत चिप्स उपयोग किए गए सिस्टम के लचीलेपन को काफी बढ़ा सकते हैं, प्रदान करते हैंविभिन्न उपकरण विकल्पों का अत्यंत सरल डिजाइन, साथ ही वर्तमान स्तर पर विकास को आगे बढ़ाने के लिए अपेक्षाकृत आसान उन्नयन। इस प्रकार, आधार के रूप में एक निश्चित मूल मॉडल का उपयोग करके, विभिन्न उपकरणों के पूरे परिवार को विकसित करना संभव है।

उपकरणों का और आधुनिकीकरण और इसके कार्यों का विस्तार Arduino 2C इंटरफ़ेस या उपलब्ध सूची से किसी अन्य का उपयोग करके संबंधित माइक्रोकिरिट की बस के मानक कनेक्शन के माध्यम से किया जा सकता है। यदि एक बड़े ROM की आवश्यकता है, तो यह केवल बढ़े हुए ROM के साथ किसी अन्य माइक्रोकंट्रोलर का चयन करने के लिए पर्याप्त होगा। चूंकि अपडेट किए गए चिप्स पुराने को पूरी तरह से बदल सकते हैं, यदि आवश्यक हो, तो आप आसानी से उपकरणों में नई सुविधाएँ जोड़ सकते हैं या केवल अप्रचलित चिप्स को डिस्कनेक्ट करके और फिर उन्हें नए उपकरणों के साथ बदलकर इसके समग्र प्रदर्शन को बढ़ा सकते हैं।

पहुंच.बस

इस तथ्य के कारण कि बस में दो-तार प्रकृति है, साथ ही कार्यक्रम को संबोधित करने की संभावना, ACCESS.bus के लिए सबसे आदर्श प्लेटफार्मों में से एक I2C इंटरफ़ेस है। इस उपकरण का विनिर्देश (रूसी में विवरण लेख में प्रस्तुत किया गया है) इसे मानक चार-पिन कनेक्टर का उपयोग करके विभिन्न बाह्य उपकरणों को कंप्यूटर से जोड़ने के लिए पहले से सक्रिय रूप से उपयोग किए जाने वाले RS-232C इंटरफ़ेस का एक बहुत सस्ता विकल्प बनाता है।

विनिर्देश परिचय

रूसी में i2c इंटरफ़ेस विवरण
रूसी में i2c इंटरफ़ेस विवरण

आधुनिक अनुप्रयोगों के लिए8-बिट नियंत्रण, जो माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करता है, कुछ डिज़ाइन मानदंड निर्धारित करना संभव है:

  • पूर्ण प्रणाली में ज्यादातर एक माइक्रोकंट्रोलर और अन्य परिधीय शामिल हैं, जिसमें मेमोरी और विभिन्न I/O पोर्ट शामिल हैं;
  • एक प्रणाली के भीतर विभिन्न उपकरणों के संयोजन की कुल लागत को यथासंभव कम से कम किया जाना चाहिए;
  • कार्यों को नियंत्रित करने वाली प्रणाली उच्च गति सूचना हस्तांतरण प्रदान करने की आवश्यकता प्रदान नहीं करती है;
  • कुल दक्षता सीधे चुने गए उपकरण के साथ-साथ कनेक्टिंग बस की प्रकृति पर निर्भर है।

एक प्रणाली को डिजाइन करने के लिए जो सूचीबद्ध मानदंडों को पूरी तरह से पूरा करती है, आपको एक बस का उपयोग करने की आवश्यकता है जो I2C सीरियल इंटरफ़ेस का उपयोग करेगी। हालाँकि सीरियल बस में समानांतर बस की बैंडविड्थ नहीं होती है, लेकिन इसके लिए कम कनेक्शन और कम चिप पिन की आवश्यकता होती है। साथ ही, यह न भूलें कि बस में न केवल कनेक्टिंग तार शामिल हैं, बल्कि सिस्टम के भीतर संचार सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक विभिन्न प्रक्रियाएं और प्रारूप भी शामिल हैं।

डिवाइस जो I2C इंटरफ़ेस या संबंधित बस के सॉफ़्टवेयर इम्यूलेशन का उपयोग करके संचार करते हैं, उनमें एक विशिष्ट प्रोटोकॉल होना चाहिए जो आपको सूचनाओं के टकराव, हानि या अवरुद्ध होने की विभिन्न संभावनाओं को रोकने की अनुमति देता है। तेज उपकरणों को धीमी गति से संचार करने में सक्षम होना चाहिए, और सिस्टम को इस पर निर्भर नहीं होना चाहिएइससे जुड़े उपकरणों से, अन्यथा सभी सुधारों और संशोधनों का उपयोग नहीं किया जा सकेगा। एक प्रक्रिया विकसित करना भी आवश्यक है जिसकी सहायता से यह स्थापित करना यथार्थवादी है कि वर्तमान में कौन सा विशेष उपकरण बस नियंत्रण प्रदान कर रहा है और किस समय पर। इसके अलावा, यदि अलग-अलग घड़ी आवृत्तियों वाले विभिन्न उपकरण एक ही बस से जुड़े हैं, तो आपको इसके सिंक्रनाइज़ेशन के स्रोत पर निर्णय लेने की आवश्यकता है। इन सभी मानदंडों को I2C इंटरफ़ेस द्वारा AVR और इस सूची से किसी भी अन्य के लिए पूरा किया जाता है।

मुख्य अवधारणा

रूसी में i2c इंटरफ़ेस विनिर्देश विवरण
रूसी में i2c इंटरफ़ेस विनिर्देश विवरण

I2C बस इस्तेमाल की गई किसी भी चिप तकनीक का समर्थन कर सकती है। I2C LabVIEW इंटरफ़ेस और इसके समान अन्य जानकारी स्थानांतरित करने के लिए दो पंक्तियों के उपयोग के लिए प्रदान करते हैं - डेटा और सिंक्रनाइज़ेशन। इस तरह से जुड़े किसी भी उपकरण को उसके अद्वितीय पते से पहचाना जाता है, भले ही वह एलसीडी बफर, माइक्रोकंट्रोलर, मेमोरी या कीबोर्ड इंटरफ़ेस हो, और इस उपकरण के लिए क्या है, इसके आधार पर रिसीवर या ट्रांसमीटर के रूप में कार्य कर सकता है।

अधिकांश मामलों में, एलसीडी बफर एक मानक रिसीवर है, और मेमोरी न केवल प्राप्त कर सकती है, बल्कि विभिन्न डेटा भी प्रसारित कर सकती है। अन्य बातों के अलावा, सूचनाओं को स्थानांतरित करने की प्रक्रिया के अनुसार, उपकरणों को दास और स्वामी के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है।

इस मामले में, मास्टर वह उपकरण है जो डेटा ट्रांसफर शुरू करता है, और उत्पन्न भी करता हैतुल्यकालन संकेत। इस मामले में, किसी भी एड्रेसेबल डिवाइस को इसके संबंध में गुलाम माना जाएगा।

I2C संचार इंटरफ़ेस एक साथ कई मास्टर्स की उपस्थिति प्रदान करता है, अर्थात, बस को नियंत्रित करने में सक्षम एक से अधिक डिवाइस इससे कनेक्ट करने में सक्षम हैं। एक ही बस में एक से अधिक माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करने की क्षमता का अर्थ है कि किसी भी समय एक से अधिक मास्टर को अग्रेषित किया जा सकता है। ऐसी स्थिति उत्पन्न होने पर उत्पन्न होने वाली संभावित अराजकता को समाप्त करने के लिए, एक विशेष मध्यस्थता प्रक्रिया विकसित की गई है जो I2C इंटरफ़ेस का उपयोग करती है। विस्तारक और अन्य उपकरण तथाकथित वायरिंग नियम के अनुसार उपकरणों को बस से जोड़ने के लिए प्रदान करते हैं।

घड़ी संकेत उत्पन्न करना मास्टर की जिम्मेदारी है, और प्रत्येक मास्टर डेटा स्थानांतरण के दौरान अपना स्वयं का संकेत उत्पन्न करता है, और यह बाद में तभी बदल सकता है जब इसे एक धीमी दास या किसी अन्य मास्टर द्वारा "खींचा" जाता है जब टकराव होता है

सामान्य पैरामीटर

SCL और SDA दोनों द्वि-दिशात्मक लाइनें हैं जो एक पुल-अप रोकनेवाला के साथ एक सकारात्मक बिजली आपूर्ति से जुड़ती हैं। जब टायर बिल्कुल फ्री होता है, तो हर लाइन ऊंची पोजीशन पर होती है। बस से जुड़े उपकरणों का आउटपुट चरण ओपन-ड्रेन या ओपन-कलेक्टर होना चाहिए ताकि वायर्ड और फ़ंक्शन प्रदान किया जा सके। I2C इंटरफ़ेस के माध्यम से सूचना 400 kbps से अधिक की गति से प्रसारित नहीं की जा सकती है।फास्ट मोड, जबकि मानक गति 100 केबीपीएस से अधिक नहीं है। उपकरणों की कुल संख्या जिन्हें एक साथ बस से जोड़ा जा सकता है, केवल एक पैरामीटर पर निर्भर करता है। यह लाइन कैपेसिटेंस है, जो 400 पीएफ से अधिक नहीं है।

पुष्टि

i2c इंटरफ़ेस विवरण
i2c इंटरफ़ेस विवरण

कन्फर्मेशन डेटा ट्रांसफर प्रक्रिया में एक अनिवार्य प्रक्रिया है। मास्टर उपयुक्त सिंक पल्स उत्पन्न करता है जबकि ट्रांसमीटर इस सिंक पल्स के दौरान एक पावती के रूप में एसडीए लाइन जारी करता है। उसके बाद, रिसीवर को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि एसडीए लाइन स्थिर निम्न अवस्था में घड़ी की उच्च अवस्था के दौरान स्थिर रहे। इस मामले में, सेटअप करना और समय को ध्यान में रखना सुनिश्चित करें।

अधिकांश मामलों में, संबोधित प्राप्तकर्ता के लिए प्रत्येक बाइट प्राप्त होने के बाद एक पावती जनरेट करना अनिवार्य होता है, केवल अपवाद तब होता है जब ट्रांसमिशन की शुरुआत में CBUS पता शामिल होता है।

यदि रिसीवर-दास के पास अपने स्वयं के पते की पुष्टि भेजने का कोई तरीका नहीं है, तो डेटा लाइन को उच्च छोड़ दिया जाना चाहिए, और फिर मास्टर "स्टॉप" सिग्नल जारी करने में सक्षम होगा, जो भेजने में बाधा डालेगा संपूर्ण जानकारी। यदि पते की पुष्टि हो गई है, लेकिन दास लंबे समय तक कोई और डेटा प्राप्त नहीं कर सकता है, तो मास्टर को भेजने में भी बाधा डालना चाहिए। ऐसा करने के लिए, दास प्राप्त अगले बाइट को स्वीकार नहीं करता है और बस लाइन छोड़ देता हैउच्च, जिससे मास्टर एक स्टॉप सिग्नल उत्पन्न करता है।

यदि स्थानांतरण प्रक्रिया एक मास्टर-रिसीवर की उपस्थिति के लिए प्रदान करती है, तो इस मामले में उसे दास को संचरण के अंत के बारे में सूचित करना होगा, और यह अंतिम प्राप्त बाइट को स्वीकार नहीं करके किया जाता है। इस मामले में, स्लेव-ट्रांसमीटर तुरंत डेटा लाइन जारी करता है ताकि मास्टर "स्टॉप" सिग्नल जारी कर सके या "स्टार्ट" सिग्नल को फिर से दोहरा सके।

यह जांचने के लिए कि क्या उपकरण काम कर रहा है, आप Arduino में I2C इंटरफ़ेस के लिए स्केच के मानक उदाहरण दर्ज करने का प्रयास कर सकते हैं, जैसा कि ऊपर की तस्वीर में है।

मध्यस्थता

2c arduino इंटरफ़ेस
2c arduino इंटरफ़ेस

मास्टर बस के पूरी तरह से फ्री होने के बाद ही सूचना भेजना शुरू कर सकते हैं, लेकिन दो या दो से अधिक मास्टर न्यूनतम होल्ड टाइम पर स्टार्ट सिग्नल जेनरेट कर सकते हैं। यह अंततः बस पर एक विशिष्ट "प्रारंभ" संकेत में परिणत होता है।

मध्यस्थता एसडीए बस में काम करती है जबकि एससीएल बस अधिक होती है। यदि मास्टर्स में से एक डेटा लाइन पर निम्न स्तर को प्रसारित करना शुरू कर देता है, लेकिन साथ ही दूसरा एक उच्च होता है, तो बाद वाला इससे पूरी तरह से डिस्कनेक्ट हो जाता है, क्योंकि एसडीएल स्थिति इसकी आंतरिक लाइन की उच्च स्थिति के अनुरूप नहीं होती है।.

आर्बिट्रेज कई बिट्स पर जारी रह सकता है। इस तथ्य के कारण कि पता पहले प्रेषित होता है, और फिर डेटा, मध्यस्थता पते के अंत तक रह सकती है, और यदि स्वामी संबोधित करेंगेएक ही डिवाइस, फिर अलग-अलग डेटा भी मध्यस्थता में भाग लेंगे। इस मध्यस्थता योजना के कारण, यदि कोई टक्कर होती है तो कोई डेटा नष्ट नहीं होगा।

यदि मास्टर मध्यस्थता खो देता है, तो वह बाइट के अंत तक SCL में क्लॉक पल्स जारी कर सकता है, जिसके दौरान एक्सेस खो गया था।

सिफारिश की: