Introducción al protocolo I2C

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1 urso de ensores en Plataforma Arduino ntroducción al protocolo 013 Departamento de Electrónica. niversidad de Alcalá D. Julio Pastor Mendoza D. Pedro Revenga de Toro Profesores del Departamento de Electrónica (AH)

2 Protocolo de omunicación ntroducción aracterísticas del bus onexión de dispositivos al bus: nivel físico ntercambio de información: nivel de enlace Generación del protocolo desde un microcontrolador Ejemplos de dispositivos que utiliza el bus onclusiones ibliografía Índice de la Lección urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

3 Protocolo de omunicación ntroducción aracterísticas del bus onexión de dispositivos al bus: nivel físico ntercambio de información: nivel de enlace Generación del protocolo desde un microcontrolador Ejemplos de dispositivos que utiliza el bus onclusiones ibliografía Índice de la Lección urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

4 ntroducción nterconexión de dispositivos mediante bus serie Ventajas Pocos cables de interconexión omponentes con encapsulado reducido Tarjetas reducidas onexión de dispositivos a distancia nconvenientes Velocidad inferior a un bus paralelo Disponibilidad de circuitos que soporten el bus Parámetros generales Número de hilos de conexión Velocidad (bits/segundo) Distancia máxima y número de dispositivos Protocolo de acceso al medio compartido Política de direccionamiento urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

5 ntroducción Origen del bus (nter ntegrated ircuits us) Desarrollado por Philips a principios de los 80 como medio de interconexión entre una P y dispositivos periféricos dentro de la electrónica de consumo. implificar las conexiones entre los periféricos (pistas, decodificadores,..) Aumentar de la inmunidad al ruido ontrol de sistemas de audio y vídeo (baja velocidad) Actualmente diseñan dispositivos basados en muchos fabricantes Xicor, G-Thomson, iemens, ntel, T, Maxim, Atmel, Analog Devices urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

6 Protocolo de omunicación ntroducción aracterísticas del bus onexión de dispositivos al bus: nivel físico ntercambio de información: nivel de enlace Generación del protocolo desde un microcontrolador Ejemplos de dispositivos que utiliza el bus onclusiones ibliografía Índice de la Lección urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

7 aracterísticas del bus aracterísticas del bus us de comunicación síncrono La comunicación es controlada por una señal de reloj común us formado por hilos DA (erial DAta Line): datos L (erial Lock line): reloj También es necesaria una referencia común de masa Velocidad de transmisión tandard: hasta 100 Kbits/s Fast: hasta 400 Kbits/s High-speed: hasta 3,4 Mbits/s ada dispositivo del bus tiene una dirección única Distancia y número de dispositivos Limitado por la capacidad del bus (inferior a 400pF). Normalmente o 3 metros Protocolo de acceso al bus: Maestro esclavo soporta protocolo multimaestro urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

8 Protocolo de omunicación ntroducción aracterísticas del bus onexión de dispositivos al bus: nivel físico ntercambio de información: nivel de enlace Generación del protocolo desde un microcontrolador Ejemplos de dispositivos que utiliza el bus onclusiones ibliografía Índice de la Lección urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

9 onexión de dispositivos al bus: nivel físico onexión en bus Todos los dispositivos conectados a las mismas líneas Las salidas deben ser en colector o drenador abierto Dispositivos Microcontrolador urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

10 onexión de dispositivos al bus: nivel físico aracterísticas de una conexión en colector abierto Permite conectar varias fuentes de datos a un mismo hilo Nivel alto en el bus i ningún dispositivo accede al bus i ningún dispositivo transmite un cero Nivel bajo en el bus i un dispositivo pone un nivel bajo V DD Nivel alto i dos dispositivos escriben a la vez siempre prevalecen los ceros AND cableada i un dispositivo escribe un nivel alto pero lee un cero indica que otro dispositivo está también accediendo al bus V DD Nivel bajo urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

11 onexión de dispositivos al bus: nivel físico nconvenientes de la conexión en colector abierto DA L Las capacidades de la línea se cargan a través del pull-up e puede solucionar utilizando una carga activa en lugar de un resistor V DD t DA L V DD arga activa t urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

12 Protocolo de omunicación ntroducción a la comunicación entre dispositivos mediante un bus serie aracterísticas del bus onexión de dispositivos al bus: nivel físico ntercambio de información: nivel de enlace Generación del protocolo desde un microcontrolador Ejemplos de dispositivos que utiliza el bus onclusiones ibliografía Índice de la Lección urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

13 ntercambio de información: nivel de enlace Protocolo de acceso al medio: maestro - esclavo El maestro controla la comunicación Genera la señal de reloj del bus (L) nicia y termina la comunicación Direcciona a los esclavos Establece el sentido de la comunicación El protocolo requiere que cada byte de información sea confirmado por el destinatario Nomenclatura Emisor: Dispositivo que envía datos al bus Receptor: Dispositivo que recibe datos del bus Maestro: Dispositivo que inicia una transferencia, genera las señales de reloj y termina la transferencia Esclavo: Dispositivo direccionado por un maestro urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

14 ntercambio de información: nivel de enlace Transmisión de bits Los bits de datos van por DA Por cada bit de información es necesario un pulso de L Los datos sólo pueden cambiar cuando L está a nivel bajo DA L Dato válido Dato válido urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

15 ntercambio de información: nivel de enlace Transmisión de datos DA Emisor La unidad básica de transmisión en el byte Las transferencias de datos son de 8 bits ada byte enviado requiere una respuesta de confirmación AK: el destinatario (maestro o esclavo) mantiene DA a nivel bajo durante un tiempo de bit (si no lo hace NAK) El maestro genera un pulso de L D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 Receptor AK us D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 AK Maestro L D a t o A urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

16 ntercambio de información: nivel de enlace nicio de transmisión La transmisión la inicia el maestro Flanco de bajada en DA con L a nivel alto uando nadie accede al bus hay un nivel alto en L y DA L (maestro) DA (maestro) us inactivo ondición de inicio TART Primer bit urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

17 ntercambio de información: nivel de enlace Finalización de transmisión La transmisión la finaliza el maestro Flanco de subida en DA con L a nivel alto L (maestro) DA (maestro) Último bit AK o NAK ondición de fin TOP us inactivo urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

18 ntercambio de información: nivel de enlace ntercambio de datos Direccionamiento Tras la condición de inicio el maestro envía: Dirección del esclavo (7 bits) omando de lectura o escritura (R=1 W=0) DA Maestro A6 A5 A4 A3 A A1 A0 R/W Esclavo AK us A6 A5 A4 A3 A A1 A0 R/W AK Maestro L Dirección R/W A urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

19 ntercambio de información: nivel de enlace Maestro envía datos a un esclavo M A E T R O Maestro inicia la comunicación Maestro sitúa dirección en el bus Orden de escritura Esclavo direccionado responde con señal de conformidad (AK) El maestro envía datos El esclavo devuelve conformidad de todos los datos (AK) E L A V O El maestro termina la comunicación urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

20 ntercambio de información: nivel de enlace ntercambio de datos Maestro envía un dato a un esclavo Dirección W A Maestro Esclavo Dato Maestro A P Esclavo Maestro Maestro envía varios datos a un esclavo Dir W A Dato A Dato A Dato A P urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

21 ntercambio de información: nivel de enlace Maestro lee datos de un esclavo M A E T R O Maestro inicia la comunicación Maestro sitúa la dirección en el bus Orden de lectura Esclavo direccionado responde con señal de conformidad (AK) El esclavo envía datos El maestro responde con señal de conformidad a los datos enviados por esclavo salvo al último E L A V O El maestro termina la comunicación urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

22 ntercambio de información: nivel de enlace ntercambio de datos Maestro lee un dato de un esclavo Dirección R A Dato Maestro Esclavo Esclavo N P Maestro Maestro lee varios datos de un esclavo Dir R A Dato A Dato A Dato N P urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

23 ntercambio de información: nivel de enlace ntercambio de datos Maestro escribe y lee cambiando de dirección W A Dirección A Dato A Dirección R Dato Maestro Esclavo Maestro Esclavo Maestro Esclavo Esclavo N P Maestro urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

24 ntercambio de información: nivel de enlace asos particulares de respuesta Esclavo ocupado y no responde al AK de dirección Maestro genera condición de TOP El esclavo quiere interrumpir una recepción periódica de datos El esclavo no responde a un dato con AK El maestro genera la condición de TOP El maestro quiere interrumpir una recepción de datos de un esclavo El maestro no responde con AK El esclavo deja de transmitir El maestro genera condición de TOP urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

25 ntercambio de información: nivel de enlace Protocolo multimaestro on dos maestros en el bus existe posibilidad de conflicto Arbitración: procedimiento para asegurar que sólo un maestro tiene el control del bus en un instante i un maestro está utilizando el bus no puede ser interrumpido por otro. Desde TART hasta TOP i dos maestros intentan comenzar a utilizar el bus a la vez: onexión del bus en colector abierto prevalecen los ceros A la vez que ponen datos en el bus, escuchan la línea. i un maestro está intentando enviar un nivel alto y lee un nivel bajo Existe otro maestro utilizando el bus Deja de transmitir esperando que la línea quede libre (condición de TOP) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

26 ntercambio de información: nivel de enlace L DA Transmisión de bits: Temporización Dato válido t :DAT 0,5 µs t r < 1 µs t HGH > 4 µs t f < 0,3 µs t HD:DAT 0 µs t LOW 4,7 µs T 10 µs F 100 Kbits/s urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

27 ntercambio de información: nivel de enlace Temporización en TART y en TOP DA (maestro) L (maestro) t :TA 4,7µs t HD:TA 4µs DA (maestro) L (maestro) t LOW 4,7µs t :TA 4µs t HD:TA 4,7µs urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

28 Protocolo de omunicación ntroducción a la comunicación entre dispositivos mediante un bus serie aracterísticas del bus onexión de dispositivos al bus: nivel físico ntercambio de información: nivel de enlace Generación del protocolo desde un microcontrolador Ejemplos de dispositivos que utiliza el bus onclusiones ibliografía Índice de la Lección urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

29 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus desde un microcontrolador in una unidad hardware específica El protocolo se puede controlar utilizando puertos de entrada y salida El maestro controla la velocidad del bus No debe generar señales demasiado rápidas Puede ralentizar el bus cuando quiera omplicado utilizarlo como esclavo. Debería cumplir la norma de tiempos ólo procesadores muy rápidos o dedicados. No se permite multimaestro on una unidad hardware específica El procesador no debe preocuparse de gestionar el protocolo e puede aprovechar toda la funcionalidad del bus urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

30 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ Eventos a programar Generación de TART Generación de TOP Enviar dirección o dato y recibir AK Recibir dato y enviar AK o NAK onsideraciones temporales Velocidad del procesador El reloj del 8051 típico se puede considerar 1 MHz iclo máquina en modo X1: 1 us. Duración media de una instrucción: ciclos ( µs) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

31 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TART DA (maestro) L (maestro) t :TA 4,7µs t HD:TA 4µs Pseudocódigo DA = 1 L = 1 delay(4,7µs ) DA = 0 delay(4µs ) L = 0 urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

32 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TOP DA (maestro) L (maestro) t LOW 4,7µs t :TA 4µs t HD:TA 4,7µs Pseudocódigo DA = 0 L = 0 delay(4,7µs ) L = 1 delay(4µs ) DA = 1 delay(4,7µs ) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

33 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TXT DA (maestro) L (maestro) t :DAT 0,5µs t HGH 4µs t HD:DAT 0µs t LOW 4,7µs Pseudocódigo DA = T L = 1 delay(4µs ) L = 0 delay(4,7µs ) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

34 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _RXT DA (esclavo) L (maestro) t :DAT 0,5µs t HGH 4µs t HD:DAT 0µs t LOW 4,7µs Pseudocódigo L = 1 delay(4µs ) T = DA L = 0 delay(4,7µs ) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

35 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TXAK DA (maestro) L (maestro) t :DAT 0,5µs t HGH 4µs t HD:DAT 0µs t LOW 4,7µs Pseudocódigo DA = 0 L = 1 delay(4µs ) L = 0 delay(4,7µs ) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

36 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _RXAK DA (esclavo) L (maestro) Pseudocódigo L = 1 delay(4µs ) T = DA L = 0 delay(4,7µs ) t :DAT 0,5µs t HGH 4µs t HD:DAT 0µs t LOW 4,7µs Ensamblador (AK = carry) _RXAK R _RXT RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

37 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TXYTE D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 Pseudocódigo Repite 8 DEPLAZA DATO _TXT _RXAK Devuelve AK AK urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

38 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TXYTE D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 AK urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

39 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _RXYTE D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 AK Pseudocódigo Repite 8 _RXT DEPLAZA DATO _TXAK Devuelve DATO urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

40 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _RXYTE D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 AK urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

41 Generación del protocolo desde un µ _DR_W Pseudocódigo A=DR <<1 + W(0) _TART _TXYTE Devuelve AK _DR_R A6 A5 A4 A3 A A1 A0 W A6 A5 A4 A3 A A1 A0 R Pseudocódigo A=DR<<1 + R(1) _TART _TXYTE Devuelve AK AK AK urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

42 Generación del protocolo desde un µ _DR_W _DR_R A6 A5 A4 A3 A A1 A0 R/W AK urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

43 Protocolo de omunicación ntroducción a la comunicación entre dispositivos mediante un bus serie aracterísticas del bus onexión de dispositivos al bus: nivel físico ntercambio de información: nivel de enlace Generación del protocolo desde un microcontrolador Ejemplos de dispositivos que utiliza el bus onclusiones ibliografía Índice de la Lección urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

44 Ejemplos de dispositivos que utilizan Factores a tener en cuenta Los dispositivos tendrán dos partes. loque funcional del dispositivo nterfaz nterfaz Direccionamiento Acceso a la funcionalidad del dispositivo En dispositivos sencillos lectura y escritura de datos. En dispositivos complejos» onfiguración de modo de funcionamiento» omando + dato Ejemplos de dispositivo puerto de E/ de 8 bits Memoria serie ensor de temperatura - termostato urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

45 Ejemplos de dispositivos que utilizan Puerto de 8 bits de entrada/salida PF8574 urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

46 Ejemplos de dispositivos que utilizan Puerto de 8 bits de entrada/salida PF8574 Direccionamiento Parte de la dirección es fija. Depende del dispositivo Los tres bits de menor peso se configuran con pines del dispositivo urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

47 Ejemplos de dispositivos que utilizan Puerto de 8 bits de entrada/salida PF8574 Escritura en el puerto nicio de escritura Dato disponible urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

48 Ejemplos de dispositivos que utilizan Puerto de 8 bits de entrada/salida PF8574 Lectura del puerto i se modifica una entrada se activa una interrupción La línea de interrupción tiene salida en colector abierto. ambia la entrada urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

49 Ejemplos de dispositivos que utilizan Memoria serie urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

50 Ejemplos de dispositivos que utilizan Memoria serie - omando Memoria de 16K bits (Kytes) Organizada en 8 bloques de 56 bytes Dirección de bloque (3 bits) Dirección de byte (8 bits) Lectura / escritura urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

51 Ejemplos de dispositivos que utilizan Memoria serie - Escritura urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

52 Ejemplos de dispositivos que utilizan Memoria serie - lectura on cada lectura se autoincrementa un puntero interno urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

53 Ejemplos de dispositivos que utilizan Memoria serie - lectura urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

54 Ejemplos de dispositivos que utilizan Termómetro / Termostato D161 Margen de temperatura: -55 a +15º Resolución: 0.5º Tª almacenada en 9 bits ( bytes) Rango de alimentación:.7-5.5v Tiempo de conversión: 1 seg. Parámetros del termostato (TH y TL) almacenados en memoria no volátil (eeprom) No requiere circuitería externa. urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

55 Ejemplos de dispositivos que utilizan Termómetro / Termostato urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

56 Ejemplos de dispositivos que utilizan Termómetro / Termostato urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

57 Ejemplos de dispositivos que utilizan Registro de onfiguración Termómetro / Termostato DONE. Flag de fin de conversión. THF. Flag (Tª > TH). TLF. Flag (Tª < TL). NV. Flag indicador de que la grabación en eeprom está en proceso. omandos (1 byte): Lectura de la temperatura [AAh] Acceso a TH [A1h] Acceso a TL [Ah] Acceso al Reg. de onfig. [Ach] nicio de conversión [EEh] Parar la conversión [h] POL. Polaridad de la salida Tout. 1HOT. elección del modo de conversión única o continua. En el modo de conversión continua, el termostato puede funcionar de forma autónoma, sin necesidad de u, una vez configurados TH y TL. urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

58 Ejemplos de dispositivos que utilizan D161. Protocolo de acceso omando nicio/top de conversión urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

59 Ejemplos de dispositivos que utilizan D161. Protocolo de acceso Escritura de un dato en un registro ( 1byte) ( Reg. De onfig.) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

60 Ejemplos de dispositivos que utilizan D161. Protocolo de acceso Escritura de un dato en un registro ( bytes) ( TH, TL) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

61 Ejemplos de dispositivos que utilizan D161. Protocolo de acceso Lectura de un dato ( 1byte) de un registro ( Reg. De onfig.) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

62 Ejemplos de dispositivos que utilizan D161. Protocolo de acceso Lectura de un dato ( bytes) de un registro ( Tª, TH, TL) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

63 Ejemplos de dispositivos que utilizan D161. Protocolo de acceso onfiguración del dispositivo (modo de conversión continua). onfigurar valores de TH y TL (si opción termostato). omando de nicio de conversión (1ª vez) Llamada a rutina de lectura de la Tª: urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

64 Ejemplos de dispositivos que utilizan PF8591. onversor A/D y D/A urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

65 Ejemplos de dispositivos que utilizan PF8591. onversor A/D y D/A urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

66 Ejemplos de dispositivos que utilizan PF8591. onversor A/D y D/A urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

67 Ejemplos de dispositivos que utilizan PF8591. onversor A/D y D/A urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

68 Ejemplos de dispositivos que utilizan PF8591. onversor A/D y D/A urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

69 Ejemplos de dispositivos que utilizan PF8591. onversor A/D y D/A urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

70 Ejemplos de dispositivos que utilizan PF8591. onversor A/D y D/A urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

71 Protocolo de omunicación ntroducción a la comunicación entre dispositivos mediante un bus serie aracterísticas del bus onexión de dispositivos al bus: nivel físico ntercambio de información: nivel de enlace Generación del protocolo desde un microcontrolador Ejemplos de dispositivos que utiliza el bus onclusiones ibliografía Índice de la Lección urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

72 onclusiones onclusiones n bus serie permite reducir el tamaño general del circuito El protocolo del bus contempla onexión de nivel físico ntercambio de datos El protocolo se puede implementar tilizando puertos de entrada/salida maestro nidad específica Gran cantidad de dispositivos compatibles con urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

73 Protocolo de omunicación ntroducción a la comunicación entre dispositivos mediante un bus serie aracterísticas del bus onexión de dispositivos al bus: nivel físico ntercambio de información: nivel de enlace Generación del protocolo desde un microcontrolador Ejemplos de dispositivos que utiliza el bus onclusiones ibliografía Índice de la Lección urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

74 Protocolo de omunicación ibliografía Referencias El bus. De la teoría a la práctica Dominique Paret Ed. Paraninfo (N: ) The - pecification Versión.1 Enero 000 Hojas de características de los componentes explicados urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

75 Protocolo de omunicación Enlaces de nternet Referencias The FAQ ingle Master driver routines us Technical Overview and Frequently Asked Questions (FAQ) by Axel Wolf, EAcademy based on the FAQ by Vince Himpe Embedded ystems Academy: urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

76 onclusiones onclusiones El bus es una buena solución para interconectar periféricos donde la velocidad no es excesiva Gran número de dispositivos compatibles con El protocolo se puede generar con puertos o con hardware específico urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

77 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TART DA (maestro) L (maestro) t :TA 4,7µs t HD:TA 4µs Pseudocódigo DA = 1 L = 1 delay(4,7µs ) DA = 0 delay(4µs ) L = 0 urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013) Ensamblador EQ PORT D EQ DDR DA EQ % L EQ % Ensamblador _TART ET D,DA ET,DA ET,L R delay47 LR,DA R delay4 LR,L RT

78 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TOP DA (maestro) L (maestro) t LOW 4,7µs t :TA 4µs t HD:TA 4,7µs Ensamblador _TOP Pseudocódigo DA = 0 L = 0 delay(4,7µs ) L = 1 delay(4µs ) DA = 1 delay(4,7µs ) ET D,DA LR,DA LR,L R delay47 ET,L R delay4 ET,DA R delay47 RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

79 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _RXT DA (esclavo) L (maestro) t :DAT 0,5µs t HGH 4µs t HD:DAT 0µs t LOW 4,7µs Pseudocódigo L = 1 delay(4µs ) DA = T L = 0 delay(4,7µs ) Ensamblador (T = carry) _RXT LR D,DA ET,L R delay4 RET,DA,RX_NO RX_ERO L RA RX_GE RX_NO E TX_GE LR,L R delay4,7 RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

80 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TXAK DA (maestro) L (maestro) Pseudocódigo DA = 0 L = 1 delay(4µs ) L = 0 delay(4,7µs ) t :DAT 0,5µs t HGH 4µs t HD:DAT 0µs t LOW 4,7µs Ensamblador (AK = carry) _TXAK L R _TXT RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

81 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TXT DA (maestro) L (maestro) t :DAT 0,5µs t HGH 4µs t HD:DAT 0µs t LOW 4,7µs Ensamblador EQ PORT D EQ DDR DA EQ % L EQ % Pseudocódigo DA = T L = 1 delay(4µs ) L = 0 delay(4,7µs ) Ensamblador (carry=t) _TXT ET D,DA TX_NO TX_ERO LR,DA RA TX_GE TX_NO ET,DA TX_GE R delay4 LR,L R delay4,7 RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

82 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _RXAK DA (esclavo) L (maestro) Pseudocódigo L = 1 delay(4µs ) T = DA L = 0 delay(4,7µs ) t :DAT 0,5µs t HGH 4µs t HD:DAT 0µs t LOW 4,7µs Ensamblador (AK = carry) _RXAK R _RXT RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

83 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TXYTE D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 AK Pseudocódigo Repite 8 DEPLAZA DATO _TXT _RXAK Devuelve AK Ensamblador (AK = carry) _TXYTE PH LDA #8 OTRO_TX LLA R _TXT DNE,OTRO_TX POP R _RXAK RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

84 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _RXYTE D7 D6 D5 D4 D3 D D1 D0 AK Pseudocódigo Repite 8 _RXT DEPLAZA DATO _TXAK Devuelve DATO Ensamblador (A = DATO) _RXYTE PH LDA #8 OTRO_RX R _RXT ROLA DNE,OTRO_RX POP R _TXAK RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

85 Generación del protocolo desde un µ _DR_W A6 A5 A4 A3 A A1 A0 W AK Pseudocódigo A=DR <<1 + W(0) _TART _TXYTE Devuelve AK _DR_R Ensamblador (AK = carry) _DRW L ROLA R _TART R _TXYTE RT A6 A5 A4 A3 A A1 A0 R AK Pseudocódigo A=DR<<1 + R(1) _TART _TXYTE Devuelve AK Ensamblador (AK = carry) _DRR E ROLA R _TART R _TXYTE RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

86 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ LLAMADA DEDE LENGJE Leer y escribir datos del puerto unsigned char in_port (unsigned char dir){ } unsigned char out_port (unsigned char dir; unsigned char dato){ } urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

87 Generación del protocolo desde un µ ontrol del bus utilizando puertos de E/ _TXT DA (maestro) L (maestro) t :DAT 0,5µs t HGH 4µs t HD:DAT 0µs t LOW 4,7µs Pseudocódigo DA = T L = 1 delay(4µs ) L = 0 delay(4,7µs ) Ensamblador (carry=t) _TXT ET D,DA TX_NO LR,DA TX_ERO LR,DA RA TX_GE TX_NO ET,DA TX_GE R delay4 LR,L R delay4,7 RT urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

88 Protocolo de omunicación ntroducción En las lecciones anteriores se ha visto: nteracción con el entorno Puertos de entrada/salida Expansión de memoria externa omunicación serie Asíncrona encillo interfaz síncrono En esta lección vamos a ver: Expansión de recursos utilizando un bus serie Protocolo de comunicación Generación del protocolo Ejemplos de dispositivos urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

89 aracterísticas del bus Origen del bus (nter ntegrated ircuits us) Desarrollado por Philips a principios de los 80 como medio de interconexión entre una P y dispositivos periféricos dentro de la electrónica de consumo. implificar las conexiones entre los periféricos (pistas, decodificadores,..) Aumento de la inmunidad al ruido ontrol de sistemas de audio y vídeo (baja velocidad) Actualmente diseñan dispositivos basados en muchos fabricantes Xicor, G-Thomson, iemens, ntel, T, Maxim, Atmel, Analog Devices Aplicaciones us de interconexión entre dispositivos en una tarjeta o equipo istema de configuración y supervisión en ordenadores servidores istemas de gestión de alimentación onexión en serie de dispositivos externos a un ordenador Tarjetas chip urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

90 Ejemplos de dispositivos que utilizan Puerto de 8 bits de entrada/salida PF8574 Puerto de entrada y salida Para configurarlo como entrada se debe escribir un nivel alto en el registro Al leer se consulta el nivel del pin del puerto i en un puerto se escribe un cero, la salida pasa a nivel bajo e comporta como una salida en colector abierto con pull up interno Después de la inicialización onfigurado como entrada i se modifica una entrada se activa una salida de interrupción que se desactiva cuando se lee el dispositivo (a través del ) urso de ensores en Plataforma Arduino (Octubre 013)

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