COMUNICACIÓN I2C (INTER-INTEGRATED CIRCUIT) Centro CFP/ES COMUNICACIÓN I2C 1
VENTAJAS DE LA COMUNICACIÓN I2C COMPARATIVA ESTANDAR DE TRANSMISIÓN 2
DISPOSITIVOS I2C DISPOSITIVOS I2C MAX518 3
DISPOSITIVOS I2C PCF8591 DISPOSITIVOS I2C LM75 4
DISPOSITIVOS I2C TTR 6030 DISPOSITIVOS I2C EEPROM 5
DISPOSITIVOS I2C EEPROM EEPROM - Electrical Erasable Programmable Read Only Memory, algo así como memoria de solo lectura programable y borrable de forma eléctrica, lo que significa que una vez que se le quita la corriente eléctrica mantiene la información de forma indefinida y además puede reprogramarse borrando su contenido de forma eléctrica. Esto es una ventaja frente a las memorias EPROM que se deben borrar con luz ultravioleta. DISPOSITIVOS I2C EEPROM La siguiente figura muestra una memoria EEPROM 24LC16B, cuya descripción es: Es una memoria de 16 Kbits ( 16384 bits ) organizada en 8 bancos de 256 bytes cada uno. Soporta protocolo de transmisión de datos en bus de dos líneas Con el mismo circuito se puede llegar a controlar hasta 128 dispositivos El Master es el que genera la frecuencia de reloj (Entre 100K y 400K) El bus se controla mediante un master que se encarga de generar el reloj ( SCL ), el control de acceso al bus y además genera las condiciones de START y STOP mientras el 24LC16B actua como slave. Sólo puede iniciarse transferencia de datos cuando el bus está libre. Durante la transferencia de datos estos deben permanecer estables mientras la línea de reloj esté a nivel alto. Si se producen cambio se interpretan como un Start o un Stop. Utiliza estructura de compuerta flotante (MOSFET) Compuerta del MOSFET (delgada región de óxido) Al introducir 21V (Alto) la carga inducida en la compuerta permanece allí. Aumento V mediante un conversor DC/DC Al invertir el voltaje se eliminan las cargas capturadas borrando la celda. 6
DISPOSITIVOS I2C EEPROM Cuando el maestro inicia una trama de comunicación, envia a través de la línea de datos la dirección del esclavo con el que se pretende establecer una comunicación. Todos los dispositivos reciben dicha dirección, pero es uno solo el que responderá y el resto permanece a la espera. Las patillas A0, A1 y A2 forman parte de la dirección del dispositivo y nos permite configurarlos para asignar por nosotros una dirección determinada, el resto de direcciones (hasta A6) son fijas por el fabricante. La patilla Wp o PTC en según que fabricantes es la entrada de reloj externo. En nuestro caso este dispositivo posee un oscilador interno, por tanto, no es necesario aplicar una señal externa de reloj para la escritura de la memoria. DISPOSITIVOS I2C VENTAJAS EEPROM VENTAJAS: La programación y borrado se realiza eléctrico y en según que casos en el mismo circuito. De manera individual se puede borrar y reprogramar eléctricamente grupos de caracteres o palabras en arreglo de la memoria. El tiempo de borrado se reduce a 10 ms. El tiempo de programación depende de un pulso por cada palabra de datos de 10 ms. APLICACIONES: Almacenamiento de programas microcomputadoras. Memoria de arranque Tablas de datos y convertidor de datos Generadores de caracteres Generador de funciones OTRAS CARACTERÍSTICAS: Duración mínima de la información 10 años. Alimentación entre 2,5 y 6 V. Consumo durante funcionamiento 2 ma. Consumo en standby 4 ua. Frecuencia de la señal de reloj 100KHz. 7
DISPOSITIVOS I2C COMUNICACIÓN La escritura comienza por un START, direccionamiento del dispositivo, dirección del byte y finalmente el byte a escribir, después de cada elemento se añade un ACK por parte de la memoria como se indica en la figura. DISPOSITIVOS I2C COMUNICACIÓN Si lo que se desea es escribir un grupo de 16 bytes sólo es necesario enviar la dirección del primero de ellos y a continuación el resto, la memoria posee un contador interno que determina la dirección actual, este se irá incrementando para cada byte. 8
DISPOSITIVOS I2C COMUNICACIÓN Las operaciones de lectura son 3, la lectura de la dirección actual ( almacenada por el contador de dirección ), lectura arbitraria en cualquier posición de la memoria y finalemente la lectura secuencial. Lectura de la Dirección Actual Toma la posición actual de la memoria, como puede verse en la figura, después del dato no hay un ACK, ya que este va dirigido al master. DISPOSITIVOS I2C COMUNICACIÓN En esta lectura se indica la posición a leer la información, hay que destacar que primero se ha de enviar la dirección y despues se recibe el dato, por eso existe un ACK después de la dirección. 9
DISPOSITIVOS I2C COMUNICACIÓN La lectura secuencial toma la dirección actual y va extrayendo los datos uno detrás del otro, hay que tener en cuenta que se lee la página actual y esta no se cambia cuando se llega al final por lo que la lectura como máximo es de 16 bytes. DISPOSITIVOS I2C COMUNICACIÓN EEPROM: Memorias borrables eléctricamente mediante una tensión especial. El borrado tarda un poquito, pero nos permite realizar prototipos y simular ROM en 0pequeñas series. FLASH: Son como memorias RAM, pero no pierden el contenido tras quitar la alimentación. Se utilizan como si fueran RAM. Son masivamente empleadas como medio de almacenamiento compacto en portátiles y cámaras digitales. Cada vez son más baratas. Las EEPROM y FLASH son, a nivel de célula de memoria, casi lo mismo. Sin embargo, el proceso de borrado cambio. En EEPROM se produce descargando la puerta flotante del transistor CMOS de la cálula con luz de alta energía, y en la FLASH se produce eléctricamente, por efecto túnel. Efecto cuántico: un electrón no está o está en un sitio, sino que hay un porcentaje de probabilidad de que esté Normalmente las EEPROM se graban palabra a palabra, pero esto ha sido siempre así porque el proceso de grabación no se realiza in system y además es muy lento, con lo cual el mercano no demandaba cosas como programación por página. En FLASH se orienta a programación in system. 10
DISPOSITIVOS I2C 24LC65 TRANSFERENCIA SINCRONA 11
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