User Manual

23
Vzdálené senzorické obvody může řídit další mikroprocesor, který je užitečný pro zpracování
dalších úloh, např. RP6 CONTROL M32 poskytuje další mikroprocesor ATmega32.
Rozšiřovací systém samozřejmě umožňuje připojení několika rozšiřujících modulů (viz obrázek),
které používají minimální počet signálových vodičů a přitom poskytuje dostatečně velkou
komunikační rychlost.
2.5.1. Sběrnice I
2
C
Tyto požadavky splňuje sběrnice I
2
C. Název tohoto standardu vnitřní sběrnice integrovaných
obvodů je odvozen z I kvadrát C. Někdy se místo “I
2
C” píše “I2C”, protože symbol druhé
mocniny “
2
” není možné vložit do názvu proměnných a podobně. Sběrnice potřebuje pouze dva
signálové vodiče a může se na ni připojit 127 dílčích zařízení komunikujících rychlostí 400
kbit/s.
Velmi populární sběrnici I
2
C, navržená firmou Philips Semiconductors v průběhu osmdesátých a
devadesátých let minulého století, je aplikována ve velkém počtu elektronických přístrojů,
například video rekordérech, televizních přijímačích, ale také v průmyslových systémech. Řada
moderních PC a notebooků používá variantu této sběrnice, která se nazývá SMBus, pro
regulaci ventilace a teploty vnitřních zařízení. Sběrnicový systém I
2
C používá také velký počet
robotů. Z tohoto důvodu je sběrnicí I
2
C vybavena řada senzorických modulů jako jsou
ultrazvukové snímače, elektronické kompasy, teplotní čidla a podobná zařízení dostupná na
trhu.
Sběrnice I
2
C má master/slave orientaci. Jeden nebo více zařízení typu master řídí komunikaci
s až 127 zařízeními typu slave. I když tato sběrnice dokáže zpracovat multi masterovou
komunikaci, budeme popisovat sběrnicovou komunikaci s jediným zařízením typu master.
Topologie multi-master je jen složitější variantou.
Dvě nezbytné datové linky se nazývají SDA a SCL. SDA se může číst jako "sériová data" a SCL
se nazývá "sériové hodiny" – které již vysvětlují používání datového a hodinového signálového
vodiče. SDA se používá jako obousměrný signál a proto jsou schopna přenášet data zařízení
typu master i slave. SCL je zcela ovládán zařízením typu master.
Datové bity se vždy přenášejí synchronně s hodinovým signálem odvozeným v zařízení typu
master. Úroveň signálu SDA se může měnit pouze, pokud je signál SCL v low (s výjimkou
podmínky START a STOP, viz dále). Přenosová rychlost se může, kdykoliv během přenosu dat,
měnit mezi 0 a 400 kbit/s.
Předchozí obrázky ukazují obvyklé přenosové protokoly. Na prvním je přenos z masteru do
zařízení slave. Bílá políčka odkazují na přenos dat z master do slave a tmavá políčka
představují odezvu od zařízení typu slave.
Každý přenos začíná inicializační podmínkou START a musí být ukončen podmínkou STOP.
Podmínka START se vytvoří pokaždé, když se při vysoké úrovni SCL přitáhne linka SDA
z vysoké do nízké úrovně. Opačná podoba signálových úrovní se aplikuje při podmínce STOP:
když se při vysoké úrovni SCL vytáhne linka SDA z nízké do vysoké úrovně dostaneme
podmínku STOP.