COMUNICACIÓN I2C (Bus de circuito inter-integrado)

Transcripción

1 Aplicar los conocimientos básicos de electrónica de manera teórica (lenguaje ANSI-C) y práctica (montaje de circuitos). Conocer las funciones que gobiernan las entradas y salidas del microcontrolador PIC18F47J53. Comprender el funcionamiento de la comunicación I2C. COMUNICACIÓN I2C (Bus de circuito inter-integrado) Este tipo de comunicación serial síncrona de dos hilos o líneas se utiliza para la comunicación entre los microcontroladores y diversos sistemas integrados, en donde un hilo se encarga de trasmitir los datos (SDA) y el otro se encarga de los pulsos de reloj (SCL). En la figura 1 se describen los bits del registro SSPxSTAT encargado de esta comunicación, así mismo se especifica los 8 bits. Figura 1. Registro SSPX en modo I2C. SMP: Bit de control de velocidad CKE: Bit de control de las entradas específicas de SMBus D / A: Bit de control de ultimo byte recibido datos (1) / dirección (0) P: Se detectó bit de parada (1) S: Se detectó bit de inicio (1) R / W: bit de información de lectura / escritura En modo esclavo: 1 = Leer 0 = Escribir En el modo Maestro: 1 = Transmisión está en progreso 0 = La transmisión no está en progreso UA: Actualizar el bit de dirección (solo modo esclavo de 10 bits) BF: bit de estado completo del búfer En modo Transmitir: 1 = SSPxBUF está lleno 0 = SSPxBUF está vacío En modo de recepción:

2 1 = SSPxBUF está lleno (no incluye los bits ACK y Stop) 0 = SSPxBUF está vacío (no incluye los bits ACK y Stop) PRÁCTICA 9 I2C Este protocolo maneja el modelo maestro-esclavo, maestro-esclavos o maestros esclavos. Este modelo implica la división de tareas entre dos o más dispositivos, para ello el maestro se encarga de iniciar o terminar la trasferencia de datos y generar el pulso de reloj mientras el esclavo espera la directriz del maestro. En un proceso de comunicación se tiene en cuenta procesos como el inicio, confirmación de información, trasmisión y hasta el final de la comunicación I2C entre otros. En la figura 2 se muestra los siguientes procesos: BUS LIBRE: Se produce cuando los hilos SDA Y SCL están en 1 o nivel alto. INICIO: Para iniciar la trasmisión de datos el SDA hace un cambio de nivel alto a nivel bajo mientras el SCL se encuentra en 1. PARADA: Cuando el maestro cambia por el SDA, de nivel bajo 0 a nivel alto 1, mientras el SCL se encuentra en 1. Figura 2. Muestra de una señal. Cuando el maestro decide enviar información al esclavo, lo hace por 1 byte en donde se encuentra la dirección del esclavo que debe realizar la tarea, si el esclavo recibe la información este envía un bit de regreso que se le denomina ACK. Cuando ACK carga un 0 le indica al maestro que hay comunicación, pero si esta carga un 1 el maestro aborta la trasferencia de información, a este proceso se le llama Validación. LÍNEAS DE CÓDIGO PARA LA COMUNICACIÓN I2C Los comandos preestablecidos se aplican en un código para configurar el microcontrolador de manera que este concuerde con la comunicación I2C, son los siguientes: Directiva #use: Se utiliza para configurar a modo I2C: #use I2C(master, sda=pin_d1, scl=pin_d0, SLOW) // I2C usando software #use I2C(master,I2C2, SLOW,FORCE_HW ) // I2C usando hardware Líneas de código para encender, enviar, recibir y apagar la comunicación I2C: i2c_write(); // INICIA LA COMUNICACIÓN // ENVIA UN DATO

3 i2c_read(); // RECIBE UN DATO // TERMINA LA COMUNICACIÓN El módulo EMm47J53, en la parte trasera de su baquela nos describe otra forma de utilizar nuestros puertos, en la figura 3 se señalan los pines que usamos para realizar esta comunicación. I2C Figura 3. Módulo EMm47J53. CIRCUITO INTEGRADO DS1307 El DS1307 puede funcionar a través de la comunicación I2C, de manera de esclavo. Este circuito integrado de 8 pines posee internamente información de segundos, minutos, horas, día, fecha, mes y año. Tiene formato de hora de 12 o 24 horas, además incluye un sensor de energía que detecta fallos en la alimentación y viene con formato BCD. En la figura 4, se muestra los datos de los pines de este dispositivo. NOTA: El DS1307 utiliza externamente un cristal de kHz con el fin de ayudar en las oscilaciones del mismo. Figura 4. Datasheet, DS1307. Usando el Pic18F47J53 y el circuito integrado DS1307, configurar que muestre la hora y fecha en una pantalla lcd 2*16.

4 - Protoboard - DS Pantalla LCD 2x16 - Cristal 32,768 KHz - Cables - Resistencias 220Ω #use delay(clock= ) //#use I2C(master, sda=pin_d1, scl=pin_d0, SLOW) // I2C usando software #use I2C(master,I2C2, SLOW,FORCE_HW ) // I2C usando hardware #include "Configura_LCD_4-8_bits.c" /* Espacio para declaración de constantes */ #define segundos 0 #define minutos 1 #define horas 2 #define dia_semana 3 #define dia_mes 4 #define mes 5 #define anho 6 #define control 7 /*--- Espacio para declaración de variables globales --*/ char i=0,n=0 ; char DS1307 [64]; /* Espacio para funciones */ void write_ds1307(void) { char ds1307_register; //Genera señal de Start i2c_write(0xd0); //Envía apuntador de dispositivo I2C i2c_write(0x00); //Envía dirección LSB for(ds1307_register=0;ds1307_register<64;ds1307_register++){ i2c_write(ds1307 [ds1307_register]); //Envía dato //Genera señal de Stop void read_ds1307(void) { char ds1307_register; i2c_write(0xd0); i2c_write(0);

5 i2c_write(0xd1); for(ds1307_register=0;ds1307_register<63;ds1307_register++){ DS1307 [ds1307_register]=i2c_read(); // Toma lectura desde DS1307 DS1307 [63]=i2c_read(0); // Toma lectura desde DS1307 // Genera señal de STOP /* Espacio de código principal */ #zero_ram void main(){ PLLEN = 1; //Habilita PLL para generar 48MHz de oscilador*/\ printf(" \n \n -> Comunicación serial RS232 OK!");//Imprime mensaje de bienvenida DS1307[horas]=0x23; DS1307[minutos]=0x59; DS1307[segundos]=0x50; DS1307[dia_semana]=0x04; DS1307[dia_mes]=0x29; DS1307[mes]=0x02; DS1307[anho]=0x12; DS1307[control]=0x10; printf("\r\niniciando Escritura DS1307!"); write_ds1307(); for(;;){ printf("\r\niniciando Lectura DS1307: actual // Imprime mensaje de estado actual "); // Imprime mensaje de estado read_ds1307(); // Lectura DS1307 printf("%2x:%2x:%2x %2x/%2x/20%2x",// Imprime resultado de lectura ds1307 DS1307[horas],DS1307[minutos],DS1307[segundos], DS1307[dia_mes],DS1307[mes],DS1307[anho]); delay_ms(1000); // Espera en milisegundos El software implementado para la simulación es Proteus, aquí encontramos nuestros materiales para la practica 8 (figura 5). El montaje físico se realiza sin ningún error en la imagen 6. NOTA: Es importante tener en cuenta la conexión de los maestros con los esclavos, se debe conectar todos los SDA en una misma línea, así mismo todos los SCL.

6 Figura 5. Simulación PWM. Figura 6. Montaje en Protoboard 1. Presentar el ejercicio del laboratorio planteado. 2. Realizar el taller: Descripción de la comunicación I2C Descripción del DS1307