Шина l2C

© Александр Торрес, Харьков. (altor@geocities.com AKA 2:461/28) По материалам фирмы Филипс.

Шина 12С широко используется в бытовой электронике, передаче данных и промышленной электронике. Разработанная фирмой Philips простая двунаправленная 2-проводная шина для эффективного управления и взаимодействия различных блоков телевизоров, она стала применяться для связи между собой однокристальных микроконтроллеров, ЖКИ-индикаторов, портов ввода-вывода, микросхем памяти (особенно энергонезависимой), аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователях, цепях цифровой настройки, DTMF кодеров и декодеров, часов реального времени и т.д.

В настоящее время, ассортимент микросхем с шиной 12С только одной фирмы Philips составляет больше чем 150 КМОП и биполярных приборов, а в области энергонезависимой памяти средней емкости (от сотен байт до десятков килобайт) она стала стандартом де-факто (серии 24ХХХ фирм Microchip, Atmel, и др.)

Шина 12С представляет собой концепцию, которая решает многие проблемы интерфейса, с которыми сталкиваются при проектировании различной аппаратуры, и имеет следующие достоинства:

•Только две линии - последовательная линия данных (SDA) и последовательная линия синхронизации (SCL)

•Каждый элемент, соединенный с шиной является программно-адресуемым своим уникальным адресом. При этом отношения между ними могут быть построены по простому принципу master/slave или же может быть построена multi-master система.

•Это настоящая шина, с возможностью работы в multi-master среде, включая проверку на пересечение и арбитраж.

•Последовательная, 8-разрядная двунаправленная передача данных может проводиться со скоростью от 0 до 100 kbit/s в стандартном режиме или до 400 kbit/s в быстром режиме (не для всех типов микросхем). При реализации собственных устройств возможно применение и более высоких скоростей при сохранении идеологии шины l2C.

•Фильтрация сигналов внутри микросхем обеспечивает нечувствительность к выбросам на линии шины данных.

•Число устройств, которые могут быть соединены одной шиной, ограничено только максимальной емкостью шины 400 pF.

3D A SCL

MICROCONTROLLER

PCB83C52B

SYNTHESIZER

NON-VOLATILE MEMORY

IWS COLOUR DECODER

TDA91 60A

STEREO/DUAL

DECODER

TDA9B40

HI-FI AUDIO

PROCESSOR TDA9B60

PICTURE SIGNAL IMPROVEMENT

TDA4670

GENERATOR

LINE INTERFACE

VIDEO PROCESSOR

SINQLE-CHIP TEXT

ON-SCREEN DISPLAY

MICROCONTROLLER

BURST MODE CONTROLLER

LTD--LTb

Рис. 1 - два примера применения шины l2C.

В дополнение ко всем преимуществам, микросхемы с шиной l2C в КМОП исполнении являются особенно привлекательными для переносного оборудования и с аварийным батарейным питанием, особенно в сочетании с низко потребляющими системами управления, например на базе микроконтроллеров фирмы Microchip, т.к. многие их них имеют:

•чрезвычайно низкое потребление электроэнергии;

•высокую помехоустойчивость;

•широкий диапазон питающего напряжения;

•широкий рабочий диапазон температуры.

Для производителей микросхем шина l2C привлекательна тем, что:

•простой 2-проводной последовательный интерфейс минимизирует соединения, что уменьшает количество выводов;

•полностью интегрированный l2C протокол шины устраняет потребность в декодерах адреса и т.п.;

•возможность дистанционного контроля и настройки через внешние соединения на компьютере сборочного конвейера;

•возможность исполнения в любом типе корпуса - SO (small outline), VSO (very small outline), DIL (dual in line) , что уменьшает массу и габариты.

ACCESS.BUS

Другой привлекательной стороной шины I2C для проектировщиков и изготовителей является то, что простой 2-проводной интерфейс и возможность программной адресации это идеальная платформа для ACCESS.BUS (Рисунок 2). Это более дешевая альтернатива интерфейсу RS-232C для периферийных устройств компьютеров через простой 4-контактный соединитель, включающий 2 линии l2C и две линии питания (+5в и 0в).

Рис.2 ACCESS.bus - недорогая альтернатива RS232