http://www.kiwiki.info/api.php?action=feedcontributions&feedformat=atom&user=BenoL 2026-04-16T15:55:26Z Príspevky používateľa MediaWiki 1.34.0 http://www.kiwiki.info/index.php?title=Synchr%C3%B3nna_komunik%C3%A1cia_I2C&diff=4932 2010-06-02T12:07:34Z

<p>BenoL: Vytvorená stránka „==Zbernica I2C== -skratka pre zbernicu “Inter-Integrated Circuit” -protokol a zbernicu vyvinula firma Philips Semiconductor pôvodne pre svoje TV príjímače v roku 19…“</p> <hr /> <div>==Zbernica I2C==<br /> -skratka pre zbernicu “Inter-Integrated Circuit”<br /> -protokol a zbernicu vyvinula firma Philips Semiconductor pôvodne pre svoje TV príjímače v roku 1980 za účelom komunikácie medzi IO na jednej DPS pri použití minimálneho množstva pinov<br /> -špecifikácia zbernice I2C je založená na jednoduchých hardvérových štandardoch (nie sú potrebné špeciálne konektory alebo kabeláž) a rovnako jednoduchého softvérového štandardu pre komunikačný protokol<br /> -obvody, ktoré používajú I2C protokol zahŕňajú pamäte EEPROM a RAM, senzory teploty, expandéry portov, hodiny reálneho času, atď<br /> -používa sa tiež ako riadiaca zbernica v obvodoch spracovania signálov, ktoré majú oddelenú dátovú zbernicu, napr. RF tunery, video dekódery a enkódery a audio procesory a kodeky<br /> -zbernica I2C môže pracovať pri troch prenosových rýchlostiach:<br /> ::-Slow (pod 100 Kbps)<br /> ::-Fast (400 Kbps)<br /> ::-High-speed (3.4 Mbps) – protokol označený ako I2C v.2.0<br /> -vzdialenosť komunikujúcich zariadení je limitovaná z dôvodu udržania komunikačnej rýchlosti na 4m približne max. kapacitancia prenosového vedenia je 400pF)<br /> -zbernica používa dva vodiče – Serial Data (SDA) a Serial Clock (SCL)<br /> -synchrónna (signál SCL), multimasterová (aj slave môže byť konfigurovaný tak, aby mohol začať komunikáciu) zbernica s polovičným duplexom<br /> -každý IO na zbernici je identifikovaný svojou adresou, ktorá je v rámci siete jedinečná, preto zbernica I2C nevyžaduje signál CS (chip select) ani ďalšiu logiku<br /> -linky SDA aj SCL sú pripojené na napájacie napätie pomocou tzv. pullup rezistorov<br /> -každé zariadenie na zbernici môže stiahnuť danú linku na nízku úroveň pomocou tranzistorov s otvoreným kolektorom<br /> <br /> <br /> Topológia zbernice I2C:<br /> [[Súbor:i2c_Topologia_zbernice.png|Topológia zbernice I2C]]<br /> <br /> <br /> Hardvérová architektúra I2C:<br /> [[Súbor:i2c_Hardverova_architektura.png|Hardvérová architektúra I2C]]<br /> <br /> <br /> I2C - prenos dát:<br /> [[Súbor:i2c_prenos_dat_1.png|I2C - prenos dát]]<br /> <br /> <br /> '''Master:'''<br /> - začína a končí dátový prenos generovaním štart bitu a stop bitu<br /> - generuje hodinový signál<br /> - vysiela adresu podriadeného IO, pre ktorý budú dáta určené<br /> - určuje smer prenosu dát<br /> <br /> '''Slave:'''<br /> - odpovedá iba v prípade, že rozpoznal svoju adresu<br /> - časovanie prenosu je riadené hodinovým signálom<br /> <br /> '''Prenos bitu'''<br /> - počas dátového prenosu sa stav na dátovom vodiči bitu mení iba keď je hodinový signál na nízkej úrovni<br /> <br /> <br /> Prenos bitu:<br /> [[Súbor:i2c_Prenos_bitu.png|Prenos bitu]] <br /> <br /> <br /> '''Štart bit a stop bit'''<br /> - začiatok alebo koniec prenosu je definovaný dátovej linky z vysokej na úroveň. Prenos prechodom nízku (štart bit) alebo z nízkej na vysokú úroveň (stop bit) kým hodinový signál je na vysokej úrovni<br /> - po štart bite považujú všetky zariadenia zbernicu za zaneprázdnenú<br /> - po príchode stop bitu čakajú zariadenia istý čas a potom považujú zbernicu za voľnú Štart bit a stop bit<br /> <br /> <br /> I2C – adresovanie:<br /> [[Súbor:i2c_adresovanie.png|I2C – adresovanie]]<br /> <br /> <br /> - každý uzol má jedinečnú 7 (alebo 10) bitovú adresu, 7-bitové adresy sú už všetky vyčerpané<br /> - periférne IO majú často fixnú (prideľuje komisia pre I2C) a programovateľnú (hardvérovo vyhradenými pinmi) časť svojej adresy<br /> - programovateľná časť adresy umožňuje použiť na danej zbernici viacero rovnakých IO<br /> - adresy začínajúce číslami 0000 alebo 1111 majú špeciálne funkcie<br /> - 0000000 – broadcast, adresa všeobecného volania (General Call Address)<br /> - 0000001 – adresovanie v CBUS (protokol pre automatizáciu v domácnosti a budovách)<br /> - 1111XXX – adresové rozšírenie<br /> - 1111111 – adresové rozšírenie – ďalšie bajty sú aktuálna adresa<br /> - celkovo teda môžeme pripojiť na zbernicu pri 7-bitovom adresovaní max. 119 IO<br /> <br /> <br /> I2C – prvý bajt v dátovom prenose:<br /> [[Súbor:i2c_prvy_bajt_v_dytovom_prenose.png|I2C – prvý bajt v dátovom prenose]]<br /> <br /> <br /> - prvý bajt po štart bite určuje adresovaný IO<br /> - výnimky z pravidla:<br /> - adresa všeobecného volania (sú adresované všetky IO): 0000 000 + R/W = 0<br /> - 10-bitové adresovanie: 1111 0XX + R/W = XXX<br /> - R/\W bit:<br /> - 0 – master bude zapisovať dáta do podriadeného IO<br /> - 1 – master bude čítať dáta z podriadeného IO<br /> - ACK bit: generuje ho adresovaný IO<br /> <br /> <br /> I2C – prenos dát:<br /> [[Súbor:i2c_prenos_dat_2.png|I2C – prenos dát]]<br /> <br /> <br /> '''Postupnosť pri prenose dát:'''<br /> - master generuje štart bit a hodinový signál<br /> - master posiela adresu podriadeného IO + generuje bit R/\W<br /> - podriadený IO potvrdí prijatie bitom ACK<br /> - vysielacie zariadenie (master alebo slave) vyšle jeden bajt dát<br /> - prijímacie zariadenie vloží bit ACK, čím potvrdí prijatie bajtu<br /> - opakujú sa predchádzajúce dva body ak je potrebné vyslať viac bajtov<br /> - pri zápise (master vysiela), master vloží stop bit po prenesení posledného bajtu dát<br /> - pri prijímaní (master prijíma), master nepotvrdzuje posledný bajte bitom ACK, ale priamo vloží stop bit, aby oznámil podriadenému IO, že prenos bol dokončený.<br /> <br /> '''Potvrdenie príjmu (Acknowledge)'''<br /> - vykonáva sa počas deviateho impulzu hodinového signálu a je povinný<br /> - vysielajúce zariadenie uvolní linku SDA (umožní jej „plávať“ na vysokej úrovni)<br /> - prijímajúce zariadenie stiahne linku SDA na nízku úroveň (linka SCL musí byť na vysokej úrovni)<br /> - ak nedošlo k potvrdeniu, prenos je ukončený<br /> <br /> '''Natiahnutie hodín (Clock Stretching)'''<br /> - keď slave (prijímač) potrebuje viac času na spracovanie bitu alebo práve vykonáva iné funkcie, môže stiahnuť a podržať SCL na nízkej úrovni. Master potom čaká kým slave uvoľní linku SCL predtým bit predtým, než vyšle ďalší bit.<br /> <br /> '''Existujú tri rôzne možnosti ako implementovať zbernicu I2C v systéme:'''<br /> - mikroradič s integrovaným radičom a rozhraním I2C<br /> - bitovo orientovaný – k prerušeniu CPU dôjde po každom prenose bitu (pr.: 87LPC76x)<br /> - bajtovo orientovaný – k prerušeniu CPU dochádza po každom prenose bajtu (pr.: 87C552)<br /> - akýkoľvek mikroradič (metóda „Bit Banging“)<br /> - protokol I2C môžeme emulovať bit po bite prostredníctvom akéhokoľvek obojsmerného portu s otvorenými kolektormi<br /> - mikroradič v súčinnosti s radičom zbernice<br /> - napr. PCF8584 alebo PCA9564 (konvertor paralelného rozhrania na I2C rozhranie)<br /> <br /> '''Výhody zbernice I2C:'''<br /> -vhodná pre medziobvodovú komunikáciu (on-board devices), ak ku komunikácii dochádza len občas<br /> - jednoduché prepojenie viacerých zariadení z dôvodu adresovania<br /> - cena a zložitosť nerastie s počtom pripojených zariadení<br /> <br /> '''Nevýhody zbernice I2C:'''<br /> - zložitejšie softvérové riešenie, než napr. v prípade SPI<br /> - nízke prenosové rýchlosti<br /> <br /> ==Literatúra:==<br /> 1. http://www.dsplab.elf.stuba.sk/mr/mr_p6.pdf str.:12-13, 25.5.2009</div>

BenoL http://www.kiwiki.info/index.php?title=S%C3%BAbor:I2c_Topologia_zbernice.png&diff=4931 2010-06-02T12:04:58Z

<p>BenoL: </p> <hr /> <div></div>

BenoL http://www.kiwiki.info/index.php?title=S%C3%BAbor:I2c_prvy_bajt_v_dytovom_prenose.png&diff=4929 2010-06-02T12:04:12Z

<p>BenoL: </p> <hr /> <div></div>

BenoL http://www.kiwiki.info/index.php?title=S%C3%BAbor:I2c_prenos_dat_2.png&diff=4928 2010-06-02T12:03:57Z

<p>BenoL: </p> <hr /> <div></div>

BenoL http://www.kiwiki.info/index.php?title=S%C3%BAbor:I2c_prenos_dat_1.png&diff=4927 2010-06-02T12:03:39Z

<p>BenoL: </p> <hr /> <div></div>

BenoL http://www.kiwiki.info/index.php?title=S%C3%BAbor:I2c_Prenos_bitu.png&diff=4926 2010-06-02T12:03:21Z

<p>BenoL: </p> <hr /> <div></div>

BenoL http://www.kiwiki.info/index.php?title=S%C3%BAbor:I2c_Hardverova_architektura.png&diff=4925 2010-06-02T12:03:03Z

<p>BenoL: </p> <hr /> <div></div>

BenoL http://www.kiwiki.info/index.php?title=S%C3%BAbor:I2c_adresovanie.png&diff=4924 2010-06-02T11:58:36Z

<p>BenoL: </p> <hr /> <div></div>

BenoL http://www.kiwiki.info/index.php?title=Konfigurovate%C4%BEn%C3%A9_mikroprocesorov%C3%A9_syst%C3%A9my&diff=3930 2010-05-06T10:23:13Z

<p>BenoL: /* Obsah prednášok */</p> <hr /> <div>__NOTOC__<br /> [[Category:Mikroprocesorové systémy]]<br /> [[Kategória:Študijné materiály]]<br /> &lt;properties&gt;<br /> Názov=Konfigurovateľné mikroprocesorové systémy<br /> Forma=Prednáška a praktické cvičenia<br /> Abstrakt=Všeobecnej architektúra počítača a mikrokontroléra, rozdiely a porovnanie. Návrh a tvorb hybridných elektronických systémov na báze mikrokontrolérov PSoC. Komunikácia mikrokontroléra s prostredím. Komunikačné protokoly a štandardy. Pripájanie a riadenie periférií. <br /> Rozvrh=3/0/2<br /> Hodnotenie=Spracovanie projektu a skúška<br /> Poznámky=Predmetom projektu môže byť téma podľa vlastného výberu z oblasti prednášky a/alebo cvičení spracovaná v písomnej elektronickej podobe a verejne publikovaná na serveri KiWiKi. Hodnotenie a poznámky k projektu budú verejné a zverejnené v diskusii k práci. <br /> &lt;/properties&gt;<br /> <br /> == Obsah prednášok ==<br /> * Všeobecný úvod<br /> ** [[Od počítača k mikrokontroléru]]<br /> *** Architektúra všeobecného počítača<br /> *** Architektúra mikrokontrolera<br /> *** Prehľad aktuálneho stavu technológie<br /> * [[Úvod do technológie PSoC]] <br /> ** Prehľad architektúry <br /> ** Elektrické a mechanické parametre<br /> ** Vývojové prostredie<br /> * Assembler M8C<br /> ** Štruktúra assembleru<br /> ** Pseudoinštrukcie assembleru<br /> ** Makrá<br /> * [[Inštrukcie procesora M8C]]<br /> ** [[Inštrukcie presunu dát]]<br /> ** [[Aritmetické inštrukcie]]<br /> ** [[Logické inštrukcie]]<br /> ** [[Inštrukcie pre prácu zo zásobníkom]]<br /> ** Skoky a podprogramy<br /> ** Špeciálne inštrukcie<br /> ** Prerušenia<br /> * [[Základné programové konštrukcie]]<br /> ** [[Konštrukcia IF-ELSE]]<br /> ** [[Konštrukcia SWITCH-CASE]]<br /> ** [[Cykly DO-WHILE, FOR-LOOP]]<br /> * GPIO - Všeobecne použiteľné vstupy a výstupy <br /> ** Popis GPIO<br /> ** Konfigurácia GPIO pomocou designera obvodu<br /> ** Programová konfigurácia GPIO<br /> ** Módy portov <br /> ** Pripojenie periférnych obvodov<br /> ** Pripojenie tlačítok a ošetrenie zákmitov<br /> * Sériová asynchrónna komunikácia - UART<br /> ** Historický vývoj<br /> ** [[Štandard RS232]]<br /> *** [[Rozhranie TTL/RS232]] <br /> ** Štandard RS485<br /> *** Rozhranie TTL/RS485<br /> ** [[Blok UART]]<br /> ** API UART<br /> ** Protokol MODBUS/uBUS<br /> *** Popis<br /> *** Implementácia<br /> * [[Synchrónna komunikácia I2C]]<br /> ** Meranie teploty pomocou LM92<br /> ** Hodiny reálneho času <br /> * [[Synchrónna komunikácia SPI]]<br /> * Distribuovaný systém zber dát 1-Wire<br /> ** Meranie teploty pomocou teplomera DS18S20<br /> * Čítače a časovače<br /> ** Blok čítača a časovača<br /> ** API Čítača a časovača<br /> ** Generovanie časových intervalov<br /> ** Meranie času a frekvencie<br /> ** [[Presné meranie kapacity]]<br /> ** Meranie polohy pomocou magnetostrikčného senzoru<br /> [[* Šírkový modulátor PWM]]<br /> ** Blok čítača a časovača<br /> ** API PWM<br /> ** Riadenie modelárskeho serva pomocou PWM<br /> * Prevodníky ADC<br /> ** Aproximačné prevodníky<br /> ** Delta-Sigma prevodníky<br /> * Prevodníky DAC<br /> * Analógové spracovanie signálov<br /> ** Zosilňovače<br /> ** Komparátor<br /> *** Spracovanie prerušenia od komparátora<br /> ** Filtre<br /> *** Návrh a realizácia filtrov<br /> * Všeobecné zásady tvorby programov<br /> ** Analýza<br /> ** Návrh <br /> ** Implementácia<br /> ** Testovanie a ladenie programu<br /> <br /> == Podklady k cvičeniam ==<br /> # Binárne čísla<br /> ## Reprezentácia a formáty zobrazenia čísel<br /> ## Prevody medzi číselnými sústavami<br /> ## Matematické operácie s binárnymi číslami<br /> # Vývojové prostredie PSoC<br /> ## Tvorba programov v PSoC Designer<br /> ## Vývojový kit CY3210</div>

BenoL