www.chms.ru - вывоз мусора в Балашихе 

Динамо-машины  Однокристальные микроконтроллеры 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

+ипит (Уоо)

SDA (Serial Data line)


OUT -

SCL IN -

DATA I -1

оитц -I

DATA L IN /1

Master Slave 1 Slave 2

Рис. 1.5. Аппаратная реализация шины IC в режимах low-speed и fast-speed

Интерфейс любого устройства, подключенного к шине 1С, как видно из рисунка, отличается предельной простотой. Он состоит из двух транзисторов с открытым стоком (коллектором) и двух буферных элементов с высоким входным сопротивлением. Один из выводов назван SDA (Serial Data Line), предназначается для связи с линией последовательных данных. Второй вывод имеет сокращенное название SCL (Serial Clock Line), предусмотрен для связи с линией синхронизации.

Как известно, по любым цифровым шинам передаются сигналы, характеризуемые только двумя электрическими состояниями - laquo;О raquo; и laquo;1 raquo; ( laquo;низкий уровень raquo; и laquo;высокий уровень raquo;). Состояние, когда обе линии (SDA и SCL) установлены в состояние laquo;1 raquo;, считается свободным шинным состоянием. Шина в этот момент не занята и готова к трансляции данных (иначе говорят, что шина находится в состоянии ожидания). Но каким образом обеспечить это состояние, если интерфейсные элементы не имеют активных выходов, если наружу выведены открытые выводы элементов? Для обеспечения логических состояний к шине подключаются два внешних резистора R (pull-up resistors), laquo;подтягивающие raquo; линии к напряжению питания U .. Типичная величина этих резисторов колеблется в пределах 1...10 кОм. На рис. 1.5 эти резисторы показаны внешними, и такая ситуация прослеживается часто. Но иногда они имеются в составе master-абонента. Вообгце интерфейс master-абонента желательно изучить досконально, поскольку его выходы могут быть активными (иметь вместо



pull-up резисторов транзисторные ключи) и тогда на шине возникнет конфликт.

Здесь мы можем четко сказать, в чем главное отличие master-абонента от slave-абонента. Это очень просто: только master-абонент может генерировать сигнал SCL.

Важнейшим критерием, определяющим возможность использования той или иной шины, является ее спектр технических характеристик. Шина fC относится к классу двунаправленных асинхронных шин с последовательной передачей данных и, как следствие, обладает достаточно низкой пропускной способностью. Поэтому ее почти не используют в составе персональных компьютеров, разве что как вспомогательную для идентификации установленных устройств [1]. А вот для согласования работы устройств, наполняющих изделия бытовой техники, она вполне годится.

Основные технические характеристики шины 1 С по спецификации 1.0 приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1. Основные технические характеристики шины 1С

(спецификация 1.0)

Наименование параметра

Значение параметра

Скорость обмена low-speed

не более 100 кбит/с

Скорость обмена fast-speed

не более 400 кбит/с

Число адресуемых устройств (7 бит)

до 128

Суммарная длина линий SCL и SDA

не более 4 м

Суммарная паразитная емкость относительно общего провода

не более 400 пФ

Входная емкость на каждый вывод абонента

не более 10 пФ

Изучая данные табл. 1.1, можно сделать заключение, что шина fC совершенно не подходит для связи между удаленными абонентами, а значит, может быть использована только в составе одного прибора. Главным образом этот вывод исходит из малой протяженности линий SDA и SCL. Собственно говоря, в интернете автором была найдена страница, на которой ее создатель сообщил о том, что его конструкции без проблем работают при суммарной длине шины около 100 метров (естественно, с понижением скорости обмена данны-



ми). Но этот режим уже не нормируется оригинальной спецификацией, а значит, и надежная работа устройств не гарантируется.

Пропускная способность шины определяется как параметрами интерфейсов, так и паразитными параметрами линий SDA и SCL. На рис. 1.6 показаны эти паразитные параметры:

С,

распределенная емкость линии относительно общего

провода;

Свх - входная емкость интерфейса;

Z-np - индуктивность проводника линии.

+ипит (Vqd)

Спр:

=ПСпр

/-v-........

Cnpz

I------

Cnp

14 X

Cbx -

Рис. 1.6. Паразитные параметры, влияющие на пропускную способность шины 1С

В протоколе обмена по шине используются не только статические состояния линий ( laquo;О raquo; и laquo;1 raquo;), но и перепады уровней ( laquo;О raquo; - gt; laquo;1 raquo; и laquo;1 raquo; laquo;О raquo;) и наличие паразитных параметров выражается в laquo;затягивании raquo; фронтов, а также спадов импульсов, как показано на рис. 1.7, что может нарушить нормальный обмен данными.



Рис. 1.7. laquo;Затяжка raquo; импульса при передаче по шине - результат влияния паразитных параметров



1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63