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ARDUINO II
I2C
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I2C
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Introducción
BUS I2C
Origen
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•
•
Desarrollado por Philips a principios de los 80 como medio de interconexión
entre una CPU y dispositivos periféricos dentro de la electrónica de consumo.
• Simplificar las conexiones entre los periféricos (pistas, decodificadores, ..)
• Aumentar de la inmunidad al ruido.
• Control de sistemas de audio y vídeo (baja velocidad).
Actualmente diseñan dispositivos basados en I2C muchos fabricantes:
• Xicor, SGS-Thomson, Siemens, Intel, TI, Maxim, Atmel, Analog Devices
Aplicaciones
• Bus de interconexión entre dispositivos en una tarjeta o equipo.
• Sistema de configuración y supervisión en ordenadores servidores.
• Sistemas de gestión de alimentación.
• Conexión en serie de dispositivos externos a un ordenador.
• Tarjetas chip
Fuente: http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/microcontroladores/EL_BUS_I2C/TRANSPARENCIASI2C.PDF
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Introducción
BUS I2C
Mas …
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•
•
Ventajas
• Pocos cables de interconexión.
• Componentes con encapsulado reducido.
• Tarjetas reducidas.
• Conexión de dispositivos a distancia
Inconvenientes
• 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
Fuente: http://galia.fc.uaslp.mx/~cantocar/microcontroladores/EL_BUS_I2C/TRANSPARENCIASI2C.PDF
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Introducción
BUS I2C
Características
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•
•
Bus de comunicación síncrono
• La comunicación es controlada por una señal de reloj común
Bus formado por 2 hilos
• SDA (Serial Data Line): datos
• SCL (Serial Clock line): reloj
Velocidad de transmisión
• Standard: hasta 100 Kbits/s
• Fast: hasta 400 Kbits/s
• High-speed: hasta 3,4 Mbits/s
Cada dispositivo del bus tiene una dirección única
Distancia y número de dispositivos
• Limitado por la capacidad del bus. Normalmente 2 o 3 metros
Protocolo de acceso al bus:
• Maestro – esclavo
• I2C soporta protocolo multimaestro
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Introducción
BUS I2C
Conexión al bus
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•
Todos los dispositivos conectados a las mismas líneas.
Las salidas deben ser en colector o drenador abierto.
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Introducción
BUS I2C
Protocolo de acceso al medio: maestro - esclavo
• El maestro controla la comunicación
• Genera la señal de reloj del bus (SCL)
• Inicia 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.
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Introducción
BUS I2C
Transmisión de bits
•
•
•
Los bits de datos van por SDA
Por cada bit de información es necesario un pulso de SCL
Los datos sólo pueden cambiar cuando SCL está a nivel bajo
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Introducción
BUS I2C
Transmisión de datos
•
•
•
La unidad básica de transmisión en el byte
Las transferencias de datos son de 8 bits
Cada byte enviado requiere una respuesta de confirmación
• ACK: el destinatario (maestro o esclavo) mantiene SDA a nivel bajo durante
un tiempo de bit (si no lo hace -> NACK)
• El maestro genera un pulso de SCL.
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Introducción
BUS I2C
Inicio de transmisión
•
•
•
La transmisión la inicia el maestro
Condición: Flanco de bajada en SDA con SCL a nivel alto
Obs: Cuando nadie accede al bus hay un nivel alto en SCL y SDA
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Introducción
BUS I2C
Finalización de la Transmisión
•
•
La transmisión la finaliza el maestro
Flanco de subida en SDA con SCL a nivel alto
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Introducción
BUS I2C
Intercambio de datos
Direccionamiento
• Tras la condición de inicio el maestro envía:
• Dirección del esclavo (7 bits)
• Comando de lectura o escritura (R=1 – W=0)
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Introducción
BUS I2C
Maestro envía datos a un esclavo
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Introducción
BUS I2C
Intercambio de datos
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Introducción
BUS I2C
Maestro lee datos de un esclavo
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Introducción
BUS I2C
Intercambio de datos
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Introducción
BUS I2C
Librería WIRE
La librería viene incluida en el IDE Arduino. Esta librería te permite comunicar con
dispositivos I2C / TWI.
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Introducción
BUS I2C
Librería WIRE
Función
Wire.begin(address)
Descripción:
Inicializa la librería Wire y configura el bus I2C como maestro o
esclavo.
Parámetros:
address: La dirección de 7 bits de esclavo (opcional); si no se
específica, se configura como maestro.
Retorno:
Nada.
Función
Wire.beginTransmission(address)
Descripción:
Comienza una transmisión a un dispositivo I2C esclavo con la
dirección dada (address). Posteriormente, prepara los bytes a
transmitir con la función write() y los transmite llamando a la
función endTransmission().
Parámetros:
address: la dirección de 7 bits del dispositivo a transmitir
Retorno:
Nada.
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Introducción
BUS I2C
Librería WIRE
Función
Wire.requestFrom(address, quantity)
Wire.requestFrom(address, quantity, stop)
Descripción:
Master solicita bytes de otro dispositivo. Los bytes pueden ser
recibidos con las funciones available() y read().
Parámetros:
address: La dirección de 7 bits del dispositivo a pedir los bytes. .
quantity: el numero byte de la petición.
stop : boolean. Será true si se envía un mensaje de stop despues
de la petición, liberará el bus. False: enviará continuamente un
reinicio después de la solicitud, manteniendo la conexión activa.
Por defecto TRUE.
Retorno:
Byte. El numero de bytes retornados desde el dispositivo esclavo.
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Introducción
BUS I2C
Librería WIRE
Función
Wire.write(value)
Wire.write(string)
Wire.write(data, length)
Descripción:
Escribe los datos de un dispositivo esclavo en respuesta a una
petición de un maestro, o colas de bytes para la transmisión de un
maestro a esclavo del dispositivo (en-entre las llamadas a
beginTransmission () y endTransmission ()).
Parámetros:
value: un valor para enviar como un solo byte.
string: una cadena para enviar como una serie de bytes.
data: un conjunto de datos para enviar como bytes.
length: el número de bytes a transmitir.
Retorno:
byte
write () devolverá el número de bytes escritos, aunque la
lectura de ese número es opcional
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Introducción
BUS I2C
Librería WIRE
Función
Wire.read()
Descripción:
Lee un byte que se transmite de un dispositivo esclavo a un
maestro después de una llamada a requestFrom () o se transmite
de maestro a un esclavo. read () se hereda de la clase de utilidad
Stream.
Parámetros:
Nada
Retorno:
El siguiente byte recibido.
Función
Wire.available()
Descripción:
Devuelve el número de bytes disponibles para la recuperación con
read(). Esto debería ser llamado en un dispositivo master tras una
llamada al requestFrom().
Parámetros:
Nada
Retorno:
El número disponible de bytes.
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Introducción
BUS I2C
Librería WIRE
Función
Wire.endTransmission()
Wire.endTransmission(stop)
Descripción:
Finaliza una transmisión a un dispositivo esclavo que se inició por
beginTransmission() y transmite los bytes que se pusieron en cola
por write().
Parámetros:
stop: boolean. true enviará un mensaje de detención, liberando el
bus después de la transmisión. false enviará un reinicio,
manteniendo la conexión activa.
Retorno:
byte, el cual indica el estado de la transmission:
0: éxito
1: data demasiado grande para entrar en el buffer del
transmisor.
2: recibe NACK en transmission de dirección.
3: recibe un NACK en transmission de datos.
4: otro error.
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Introducción
Acelerómetro:
ADXL345
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Introducción
Acelerómetro:
ADXL345
Dirección SDO/ALT Read
ADDRESS
Write
0x1D
1
0x3B
0x3A
0x53
0
0xA7
0xA6
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Introducción
Acelerómetro:
ADXL345
•
•
•
•
Rate bits output data: 100 Hz
Output resolution: +/-2g
Sensibilidad: 256 LSB/g
Factor de escala: 3.9 mg/LSB
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Gracias!!!
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