Шина управления I²C. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Компьютеры

 Комментарии к статье

I²C - двухпроводной интерфейс, разработанный корпорацией Philips. В первоначальном техническом требовании к интерфейсу максимальная скорость передачи данных составляла 100 Кбит/с. Однако со временем появились стандарты на более скоростные режимы работы I²C. К одной шине I²C могут быть подключены устройства с различными скоростями доступа, так как скорость передачи данных определяется тактовым сигналом.

Протокол передачи данных разработан таким образом, чтобы гарантировать надежный прием передаваемых данных.

При передаче данных одно устройство является "Master", которое инициирует передачу данных и формирует сигналы синхронизации. Другое устройство "Slave" - начинает передачу только по команде, пришедшей от "Master".

В микроконтроллерах PIC16CXXX аппаратно реализован режим "Slave" устройства в модуле SSP. Режим "Master" реализуется программно.

Основные термины, используемые при описании работы с шиной I²C:

Передатчик - устройство, передающее данные по шине

Приемник - устройство, получающее данные с шины

"Master" - устройство, которое инициирует передачу и формирует тактовый сигнал

"Slave" - устройство, к которому обращается "Master"

Multi-"Master" - режим работы шины I²C с более чем одним "Master"

Арбитраж - процедура, гарантирующая, что только один "Master" управляет шиной

Синхронизация - процедура синхронизации тактового сигнала от двух или более устройств

Выходные каскады формирователей сигналов синхронизации (SCL) и данных (SDA) должны быть выполнены по схемам с открытым коллектором (стоком) для объединения нескольких выходов и через внешний резистор подключены к плюсу питания для того, чтобы на шине был уровень "1", когда ни одно устройство не формирует сигнал "0". Максимальная емкостная нагрузка ограничена емкостью 400 пФ.

Инициализация и завершение передачи данных

В то время, когда передача данных на шине отсутствует, сигналы  SCL и SDA имеют высокий уровень за счет внешнего резистора.

Сигналы START и STOP формируются "Master" для определения начала и окончания передачи данных соответственно.

Сигнал START формируется переходом сигнала SDA из высокого уровня в низкий при высоком уровне сигнала SCL. Сигнал STOP определяется как переход SDA из низкого уровня в высокий при высоком уровне SCL. Таким образом, при передаче данных сигнал SDA может изменяться только при низком уровне сигнала SCL.

Адресация устройств на шине I²C

Для адресации устройств используется два формата адреса:

Простой 7-разрядный формат с битом чтения/записи R/W;

и 10-разрядный формат - в первом байте передается два старших бита адреса и бит записи/чтения, во втором байте передается младшая часть адреса.

Подтверждение приема

При передаче данных после каждого переданного байта приемник должен подтвердить получение байта сигналом ACK.

Если "Slave" не подтверждает получение байта адреса или данных, "Master" должен прервать передачу, сформировав сигнал STOP.

При передаче данных от "Slave" к "Master", "Master" формирует сигналы подтверждения приема данных ACK. Если "Master" не подтвердит приема байта, "Slave" прекращает передачу данных, "отпуская" линию SDA. После этого "Master" может сформировать сигнал STOP.

Для задержки передачи данных "Slave" может установить логический нуль, указывая "Master" о необходимости ожидания. После "отпускания" линии SCL передача данных продолжается.

Передача данных от "Master" к "Slave"

Чтение данных из "Slave"

Использование сигнала повторного START для обращения к "Slave"

Режим Multi-"Master"

Протокол передачи данных I²C позволяет иметь более одного "Master" на шине. Для разрешения конфликтов на шине при инициализации передачи используются функции арбитража и синхронизации.

Арбитраж

Арбитраж выполняется на линии SDA при высоком уровне линии SCL. Устройство, которое формирует на линии SDA высокий уровень когда другое передает низкий, теряет право брать "Master" и должно перейти в режим "Slave". "Master", потерявший инициативу на шине, может формировать тактовые импульсы до конца байта, в котором потерял свойства ведущего.

Синхронизация

Синхронизация на шине происходит после выполнения арбитража по отношению к сигналу SCL. При переходе сигнала SCL с высокого уровня в низкий, все заинтересованные устройства начинают отсчитывать длительность низкого уровня. Затем устройства начинают переводить уровень SCL из низкого в высокий согласно требуемой скорости передачи данных. После перехода уровня из низкого в высокое состояние, заинтересованные устройства отсчитывают длительность высокого уровня. Первое устройство, которое переведет сигнал SCL в низкий уровень, определяет параметры тактового сигнала.

Публикация: cxem.net

Смотрите другие статьи раздела Компьютеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Гибкий имплант для точечной терапии 08.10.2025 Традиционные методы инъекций и имплантатов нередко оказываются недостаточно точными: препараты попадают лишь в ограниченные зоны, а эффективность лечения снижается. На этом фоне особый интерес вызывает разработка ученых из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби, представивших инновационный имплант, способный решать эту проблему. Созданное ими устройство представляет собой гибкую и тонкую трубку, пронизанную множеством микроскопических отверстий по всей длине. Благодаря этой конструкции имплант способен равномерно распределять лекарственные вещества сразу в нескольких областях мозга. Такое решение открывает новые возможности для терапии сложных неврологических заболеваний, при которых требуется воздействие на обширные участки нервной ткани. Лабораторные эксперименты и компьютерное моделирование показали, что новый имплант безопасен и не вызывает выраженной воспалительной реакции. Ученые отмечают, что уровень воспаления при его использовании не превышает показатели, характерные для традиционных устройств, что делает возможным его применение в рамках длительного лечения. Одним из ключевых преимуществ изобретения является способность направленно доставлять препараты в несколько зон одновременно. Это особенно важно при лечении заболеваний, где поражаются различные отделы мозга - например, при болезни Паркинсона, эпилепсии или расстройствах настроения. Возможность точечного введения снижает риск побочных эффектов и обеспечивает более стабильное действие лекарств. До сих пор для минимизации повреждения тканей мозга использовались гибкие катетеры малого диаметра. Однако такие устройства обычно высвобождают лекарство лишь из одной или двух точек, что приводит к неравномерному распределению препаратов и ограничивает терапевтический эффект. Новый имплант решает эту проблему, обеспечивая более широкое и контролируемое распространение лекарственного раствора в нейронной среде. Команда исследователей подчеркивает, что в перспективе их технология может стать основой для персонализированных методов терапии. Устройство можно будет настраивать под конкретного пациента, регулируя интенсивность и направление подачи лекарства. Это позволит врачам индивидуально подбирать режим лечения и добиваться максимальной эффективности при минимальных побочных реакциях.

Другие интересные новости:

▪ Суперконденсатор в 5 раз тоньше листа бумаги

▪ Интерактивные доски в московских школах

▪ Превращение воды в металл

▪ Плесень уничтожает произведения искусства

▪ Распознование лиц в условиях стреса

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки. Подборка статей

▪ статья Не лыком шит. Крылатое выражение

▪ В чем специфика Европы в раннее Средневековье (середина XI - конец XV вв.)? Подробный ответ

▪ статья Черемуха птичья. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Включение низковольтных электролитических конденсаторов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Испытание инвертного сахара цветными реакциями. Химический опыт

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026