http://wiki.me-robotics.ru/index.php?action=history&feed=atom&title=IICIIC - История изменений2026-07-10T21:21:23ZИстория изменений этой страницы в викиMediaWiki 1.35.2http://wiki.me-robotics.ru/index.php?title=IIC&diff=973&oldid=prevАндрей: Андрей переименовал страницу I2C в IIC2022-05-02T21:34:04Z<p>Андрей переименовал страницу <a href="/I2C" title="I2C">I2C</a> в <a href="/IIC" title="IIC">IIC</a></p>
<table class="diff diff-contentalign-left diff-editfont-monospace" data-mw="interface">
<tr class="diff-title" lang="ru">
<td colspan="1" style="background-color: #fff; color: #202122; text-align: center;">← Предыдущая</td>
<td colspan="1" style="background-color: #fff; color: #202122; text-align: center;">Версия 21:34, 2 мая 2022</td>
</tr><tr><td colspan="2" class="diff-notice" lang="ru"><div class="mw-diff-empty">(нет различий)</div>
</td></tr></table>Андрейhttp://wiki.me-robotics.ru/index.php?title=IIC&diff=793&oldid=prevДеревянчук Вадим: Новая страница: «'''I²C - Inter-Integrated Circuit''' (ай-ту-си) - последовательная шина обмена данными между интегральным...»2021-06-26T09:28:32Z<p>Новая страница: «'''I²C - Inter-Integrated Circuit''' (ай-ту-си) - последовательная шина обмена данными между интегральным...»</p>
<p><b>Новая страница</b></p><div>'''I²C - Inter-Integrated Circuit''' (ай-ту-си) - последовательная шина обмена данными между интегральными схемами. <br />
<br />
Изобретена и в начале 80-х компанией Philips Semiconductor (теперь NXP), передача данных осуществляется по двум проводам в обе стороны. Ведущий и ведомый могут выполнять как роль приёмника, так и передатчика. Для возможности соединения более двух устройств используются адресация. Опрашивать адреса шины может только ведущий. Адрес последовательно выводится на линию SDA сразу после сигнала ''Start''. В этой статье речь пойдёт только о 7-ми битной адресации, так же не будет затронута тема нескольких ведущих. На каждом устройстве, поддерживающем I²C обычно обозначены два вывода: SDA и SCL. SDA (serial data) - означает последовательные данные, SCL (serial clock) - последовательное тактирование. Эти выводы являются выводами открытого коллектора или открытого стока, это означает что ведущий и ведомый могут только притягивать электрический потенциал к земле, поэтому на каждой линии должны быть подтягивающие резисторы. Сопротивление резисторов рассчитывается в зависимости от паразитной ёмкости линии.<br />
<br />
== Подключение: ==<br />
Шина поддерживает подключение до 112 устройств (при 7-ми битной адресации) по двум проводам (плюс GND и Vcc), может иметь несколько ведущих и ведомых. При использовании нескольких ведущих, каждый из них должен поддерживать этот режим и уметь определять состояние занятой шины.<br />
<br />
=== I²C на Arduino ===<br />
'''Arduino UNO R3/Piranha UNO'''<br />
[[Файл:7b6781f00baf68ac75d1849a356db9d3.png|слева|мини|302x302пкс|'''Piranha UNO''']]<br />
На Arduino UNO R3/Piranha UNO шина I2C находится на выводах A4, A5. Также в эти выводы продублированы на колодке с цифровыми выводами рядом с кнопкой Reset.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
'''Piranha ULTRA'''<br />
<br />
На Piranha ULTRA шина I²C не занимает аналоговые выводы A4, A5 и находится на цифровой колодке рядом с кнопкой Reset, выводы обозначены SDA и SCL.<br />
[[Файл:F6b66178e50c3605bba0b9607b58c6bd.png|слева|мини|376x376пкс|'''Piranha ULTRA''']]<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
'''Arduino MEGA R3'''<br />
[[Файл:3aaa4fa7ec41a7558b372bd19ae5b889.png|слева|мини|'''Arduino MEGA R3''']]<br />
<br />
<br />
На Arduino MEGA R3 шина I²C находится на цифровой колодке на крайних выводах, близких к разъёму USB и на выводах 20, 21. Выводы объединены.<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
== Примеры для Arduino ==<br />
Работа с шиной с использованием встроенной библиотеки Wire Arduino IDE на примере Trema-модуля LED Матрицы 8x8 - i2c.<br />
[[Файл:Код3.jpg|слева|мини|979x979пкс|скетч для ардуино]]<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
В этом примере на матрицу выводится изображение стрелки. Стоит заметить, ко всем нашим модулям написаны библиотеки с высокоуровневым интерфейсом и вовсе не обязательно работать с матрицей на низком уровне. <br />
<br />
=== Сигналы и специальные биты шины ===<br />
В состоянии покоя линии шины находятся на верхнем потенциале (обычно 3,3 В или 5 В, но могут быть и другие напряжения). Бездействие устройства, по умолчанию, воспринимается как логическая 1. Для простоты понимания можно рассмотреть аналогию: Вообразим верхний потенциал как уровень воды, а нижний как дно. Представьте, что Вы на рыбалке - поплавок в состоянии покоя остаётся на поверхности, когда клюёт - идёт ко дну. Так же и в здесь, при обмене данными линии прижимаются в нулевому потенциалу.<br />
<br />
* '''''Start''''' - сигнал начала обмена данными. Линия тактирования SCL отпущена (логическая 1), ведущий прижимает линию данных SDA (переход из логической 1 в логический 0). После этого обмен данными происходит побайтово. Первый байт - семь бит адреса ведомого и бит направления (запись или чтение). Последующие байты - данные. после этого сигнала шина считается занятой.[[Файл:Image2.png|слева|мини|521x521пкс|Start]]<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
* Бит '''''Read''''' - Если ведущий желает получить данные, он устанавливает логическую 1 сразу после адреса, информируя ведомого о том, что данные будут считываться (управление линией данных передаётся ведомому). <br />
<br />
[[Файл:Image3.png|слева|мини|558x558пкс|Read]]<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
* Бит '''''Write''''' - Если ведущий желает записать данные, он устанавливает логический 0 сразу после адреса для информирования ведомого о том что данные будут записываться (управление линией данных остаётся у ведущего). <br />
* '''''Stop''''' - сигнал окончания обмена данными. Ведущий прекращает тактирование, линия тактирования SCL отпущена (логическая 1), линия данных SDA переведена ведущим из логического 0 в логическую 1. После этого сигнала шина считается свободной.<br />
* '''''Restart''''' - сигнал продолжения обмена данными (используется взамен сигналу ''Stop'' с последующим ''Start'' для продолжения опрашивания шины). Используется в основном при наличии нескольких ведущих на шине, чтобы управление не перешло другому ведущему после сигнала ''Stop''. Линия тактирования SCL отпущена ведущим, линия данных SDA переведена ведущим из логической 1 в логический 0. <br />
<br />
==== '''Устанавливаемые ведущим и ведомым''' ====<br />
Данные биты может устанавливать как ведущий, так и ведомый. В такой ситуации устанавливающее устройство или модуль (ведущий или ведомый) называют передатчиком, а считывающее устройство - приёмником.<br />
<br />
* Бит '''''ACK''''' - (''сокращ. англ.'' acknowledged - подтверждено) каждый девятый импульс тактирования передатчик (ведущий или ведомый) отпускает линию данных. Если линия была прижата приёмником (логический 0) - принятые данные верны, передача может быть продолжена или закончена. <br />
* Бит '''''NACK''''' - (''сокращ. англ.'' not acknowledged - не подтверждено) каждый девятый импульс тактирования передатчик (ведущий или ведомый) отпускает линию данных. Если линия была отпущена принимающим или принимающего нет на шине (логическая 1) - принятые данные неверны, произошла ошибка, передача не может быть продолжена. Обозначается A̅ - заглавная буква A латинского алфавита с чертой сверху.<br />
<br />
== Обмен данными ==<br />
При обмене данными тактированием занимается только ведущий, а ведомый может удерживать линию тактирования только если не успевает за ведущим, так называемое растягивание тактирования (clock-stretching). Не все модули поддерживают удержание. Установка бита на линии данных может происходит в момент, когда линия тактирования прижата, а считывания, когда линия отпущена (подтянута к Vcc), но в большинстве случаев это происходит по фронту волны на линии тактирования. <br />
[[Файл:Image5.png|слева|мини|554x554пкс|обмен данными]]<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
=== Пример сигнала на осциллографе: ===<br />
[[Файл:B275ec61ebe5e62fd303b72f14892f4e.png|слева|мини|616x616пкс|пример сигнала на осциллографе]]<br />
<br />
* Канал 1 - тактирование (SCL)<br />
* Канал 3 - данные (SDA)<br />
* Линия B1 - декодирование данных осциллографом<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
== Скорость ==<br />
Первоначальный стандарт I²C был реализован на скорости 100 кГц. С тех пор появились и другие реализации шины, но большинство устройств работают на этой скорости. Так же известны случаи когда скорость шины специально снижена, чтобы увеличить расстояние передачи и уменьшить чувствительность к помехам. Не все модули могут работать на сниженной скорости.</div>Деревянчук Вадим