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

						=5 В

1200 1600 Ом

Рис. 1.13. Зависимость максимальной величины резистора Rs от величины

резистора Rpu

ДЛЯ напряжения питания 5 В оно должно быть не менее 1,5...2 кОм. Выполнение требований графиков позволит получить в режиме Hs-mode максимальную скорость передачи.

Не следует также забывать и о топологии печатной платы. Линии подвержены не только внешним помехам, но также и перекрестной связи, когда сигнал SDA наводится в линию SCL, и наоборот. Если суммарная длина линии превышает 10 см, рекомендуется располагать токоведущие дорожки в такой последовательности:

Общий SCL

Хорошо использовать печатные платы с отдельными слоями, специально выделенными под общий провод и провод Vq, что, конечно, в радиолюбительских условиях едва ли осуществимо. Удачным также является использование экранированных кабелей, экранная жила которых соединена с общим проводом схемы. Возможно также применить скрученные попарно проводники.

Как уже было сказано ранее, скорость передачи по шине 1С ограничена не только внешними факторами, но и внутренними параметрами интерфейсов, их схемотехникой. Едва ли разработчик принципиальных схем сможет исправить интерфейс, заставить его работать быстрее - эта задача под силу только разработчику интегральной

схемы. Но узнать, почему это ограничение наложено, полезно будет даже радиолюбителю. Итак, взглянем на рис. 1.14 и рис. 1.15.

Рис. 1.14. Упрощенная схема интерфейса 1С, выполненного по КМОП-технологин

Рис. 1.15. Упрощенная схема интерфейса 1С, выполненного по биполярной технологии

В обоих схемах очень важно сделать так, чтобы транзистор VT открывался и закрывался как можно быстрее. Казалось бы, нет никаких препятствий, чтобы его открывание происходило мгновенно. Однако (и это показано в [3]) из-за наличия гак называемой емкости Миллера Сц образуется местная отрицательная обратная связь, которая не дает транзистору быстро войти в состояние насыщения. Читатель может возразить, обратив внимание на величину резистора R, и предложить уменьшить его номинал. Но тогда мы столкнемся со значительным увеличением тока потребления микросхем, что, конечно, тоже нехорошо.

Ограничения, накладываемые на минимальную величину резистора Крц, связаны с тем, что через него в состоянии линии laquo;О raquo; должен протекать ток не более 3 мА. Легко заметить, что для напряжения питания Vpp = 5 В величина Rp, ограничена номиналом 1,7 кОм. Соответственно емкость линии не должна превышать 200 нФ. Но если линия имеет большее значение паразитной емкости? Тогда можно использовать схему, изображенную на рис. 1.16. В течение времени нарастания или спада сигнала линии микросхема НСТ4066 подключает в промежутке между 0,8 и 2,0 В форсирующий резистор R ,.

НСТ4066

lt;pu2 1,3к

г-т--

Kpu1 1,7к

I-----

I I I

I I I

L J l

SDA - или

Рис. 1.16. Использование способа динамического подключения резистора Rpu для выполнения требований спецификации шины [ С

Еще одной важной технической характеристикой плнны является ее совместимость. Ранее разработанные элefeнты, обладающие только возможностями низкоскоростного обмена, должны без проблем связываться с высокоскоростными, н наоборот. Давайте сейчас рассмотрим поподробнее вопрос совместимости устройств, подключаемых к шине, тем более что мы не вернемся к нему в рамках этой книги.

Итак, к шине 1С могут быть подключены интерфейсы трех типов: low-speed, fast-speed, Hs-mode. Понятно, что обмен данными может быть осуществлен со скоростью, доступной самому медленному интерфейсу. В табл. 1.2 приведены возможные предельные скорости обмена по совмещенной шине.

Таблица 1.2. Скорость обмена данными в совмещенных шинах