I2C (alternatiewelik gespel I2C) wat in die 1980's deur Philips ontwikkel is, het een van die mees gebruikte seriële kommunikasieprotokolle in elektronika geword. I2C fasiliteer kommunikasie tussen elektroniese komponente of geïntegreerde stroombane, of die komponente op dieselfde PCB is of met 'n kabel verbind is.
Wat is die I2C-protokol?
I2C is 'n seriële kommunikasieprotokol wat slegs twee seinlyne benodig. Dit is ontwerp vir kommunikasie tussen skyfies op 'n gedrukte stroombaan (PCB). I2C is oorspronklik ontwerp vir 100 Kbps kommunikasie. Vinniger data-oordragmodusse is egter oor die jare ontwikkel om snelhede van tot 3 te bereik.4 Mbit.
Die sleutelkenmerk van I2C is die vermoë om baie komponente op 'n enkele kommunikasiebus met slegs twee drade te hê, wat I2C perfek maak vir eenvoudige toepassings. Die I2C-protokol is gevestig as 'n amptelike standaard, wat voorsiening maak vir terugwaartse versoenbaarheid tussen I2C-implementerings.
I2C-seine
Die I2C-protokol gebruik twee tweerigtingseinlyne om met die toestelle op die kommunikasiebus te kommunikeer. Die twee seine wat gebruik word is:
- Serial Data Line (SDL)
- Seriële dataklok (SDC)
Die rede waarom I2C slegs twee seine kan gebruik om met verskeie randapparatuur te kommunikeer, is in hoe kommunikasie langs die bus hanteer word. Elke I2C-kommunikasie begin met 'n 7-bis (of 10-bis) adres wat die adres van die randapparaat uitroep.
Dit laat verskeie toestelle op die I2C-bus toe om die rol van die primêre toestel te speel soos die behoeftes van die stelsel bepaal. Om kommunikasiebotsings te voorkom, sluit die I2C-protokol arbitrasie- en botsingsopsporingsvermoëns in, wat gladde kommunikasie langs die bus moontlik maak.
Voordele van I2C
As 'n kommunikasieprotokol het I2C die volgende voordele:
- Buigsame data-oordragtariewe.
- Langer afstandkommunikasie as SPI.
- Elke toestel op die bus is onafhanklik aanspreekbaar.
- Toestelle het 'n eenvoudige primêre/sekondêre verhouding.
- Dit vereis net twee seinlyne.
- Dit is in staat om veelvuldige primêre kommunikasie te hanteer deur arbitrasie- en kommunikasiebotsingsopsporing te verskaf.
Beperkings van I2C
Met al hierdie voordele het I2C ook 'n paar beperkings wat dalk rondom ontwerp moet word. Die belangrikste I2C-beperkings sluit in:
- Aangesien slegs 7-bis (of 10-bis) vir toesteladressering beskikbaar is, kan toestelle op dieselfde bus dieselfde adres deel. Sommige toestelle kan die laaste paar stukkies van die adres opstel, maar dit stel 'n beperking van toestelle op dieselfde bus.
- Slegs 'n paar beperkte kommunikasiespoed is beskikbaar, en baie toestelle ondersteun nie die transmissie teen hoër snelhede nie. Gedeeltelike ondersteuning vir elke spoed op die bus word vereis om te verhoed dat stadiger toestelle gedeeltelike uitsendings vang wat tot bedryfsfoute kan lei.
- Die gedeelde aard van die I2C-bus kan daartoe lei dat die hele bus hang wanneer 'n enkele toestel op die bus ophou werk. Deur die krag na die bus te fiets, kan dit behoorlike werking herstel.
- Aangesien toestelle hul eie kommunikasiespoed stel, kan stadiger operasionele toestelle die werking van vinniger toestelle vertraag.
- I2C trek meer krag as ander seriële kommunikasiebusse as gevolg van die oopdrein topologie van die kommunikasielyne.
- Die beperkings van die I2C-bus beperk gewoonlik die aantal toestelle op 'n bus tot ongeveer 'n dosyn.
I2C Applications
I2C is 'n wonderlike opsie vir toepassings wat lae koste en eenvoudige implementering vereis eerder as hoë spoed. Byvoorbeeld, algemene gebruike van die I2C-kommunikasieprotokol sluit in:
- Lees sekere geheue-IC's.
- Toegang tot DAC's en ADC's.
- Die oordrag en beheer van gebruikergerigte handelinge.
- Lees hardeware sensors.
- Kommunikasie met veelvuldige mikrobeheerder.
