UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRAIL COMUNICACIÓN MEDIANTE BUS I2C Autores: -
Altamirano Darwin Bonilla Christian Chulde Iván Garcés Alex García William Guzmán Diego Lozada Verónica Pérez Danny Tipanluisa Jaime Tustón Juan José
RESUMEN Al momento de realizar la múltiple conexión de dispositivos a un microcontrolador, la dirección y la línea de dato de cada dispositivo se interconectaba por convención individualmente. Esto quitaba pines útiles del microcontrolador los cuales también podrían realizar funciones distintas lo cual. A su vez, esto hacía que los sistemas tuvieran un costo elevado y con una mayor susceptibilidad al ruido e interferencias. Para resolver este problema, Phillips desarrolló Inter-IC o I2C en la década de los 80s. I2C es un protocolo de distancias cortas y bajo ancho de banda. Todos los dispositivos se conectan mediante dos cables.
direcciones posibilita diseñar sistemas completamente definidos por software. •Los datos y direcciones se transmiten con palabras de 8 bits. Las líneas SDA y SCL transportan información entre los dispositivos conectados al bus. Cada dispositivo es reconocido por su código (dirección) y puede operar como transmisor o receptor de datos. Además, cada dispositivo puede ser considerado como maestro o esclavo. El maestro es el dispositivo que inicia la transferencia en el bus y genera la señal de reloj. El esclavo es el dispositivo direccionado. Las líneas SDA (serial Data) y SCL (serial Clock) son bidireccionales, conectadas al positivo de la alimentación a través de las resistencias de pull-up. Cuando el bus está libre, ambas líneas están en nivel alto. La transmisión bidireccional serie (8-bits) de datos puede realizarse a 100Kbits/s en el modo estándar o 400 Kbits/s en el modo rápido.
La cantidad de dispositivos que se pueden conectar al bus está limitada, solamente, por la máxima capacidad permitida: 400 pF.
Características del protocolo I2C.
ABSTRACT •Se necesitan solamente dos líneas, la de datos (SDA) y la de reloj (SCL). (SC L). •Cada dispositivo conectado al bus tiene un
código de dirección seleccionable mediante software. Habiendo permanentemente una relación Maestro/Esclavo entre el micro y los dispositivos conectados •El bus permite la conexión de varios Maestros, ya que incluye un detector de
colisiones. •El protocolo de transferencia de datos y
To the moment to carry out the multiple connection of devices to a PIC, the address and the line of fact of each device was interconnected individually by convention. This removed useful pines of the PIC which could also carry out different functions that which that it was in the use of many hints in the PCB and they required that component they were connected. In turn, this made that the systems had a high cost and with a bigger susceptibility to the noise and interferences.
To solve this problem, Phillips developed Inter-IC or I2C in the decade of the 80s. I2C is a protocol of short distances and wide first floor of band. All the devices are connected by means of two cables. As we have already mentioned previously, ultrasonic sensor ell SRF08 with which counts our team is designed to work with the protocol I2C.
The transmission bidirectional series (8-bits) of data it can be carried out at 100Kbits/s in the standard way or 400 Kbits/s in the quick way. The quantity of devices that can be connected to the bus is limited, only, for the maximum allowed capacity: 400 pF.
Characteristic of the protocol I2C. Dare they need only two lines, that of data (SDA) and that of clock (SCL). The connected device to the bus has a code of address seleccionable by means of software. There being a relationship permanently Maestro/Slave between the micro and the connected devices The bus allows the connection of several Teachers, since it includes a detector of collisions. The protocol of transfer of data and addresses facilitate to design totally defined systems for software. The data and addresses are transmitted with words of 8 bits. The lines SDA and SCL transport information among the connected devices to the bus. Each device is recognized by its code (address) and it can operate as transmitter or receiver of data. Also, each device can be considered as teacher or slave. The teacher is the device that begins the transfer in the bus and it generates the clock sign. The slave is the addressed device. The lines SDA (serial it Dates) and SCL (serial Clock) they are bidirectional, connected to the positive of the feeding through the pullup resistances. When the bus is free, both lines are in high level.
PALABRAS CLAVE: BUS, MAESTRO, ESCLAVO, SCL, SDA.
INTRODUCCIÓN Hablar del I2C bus, en nuestros días es, poco menos que arriesgado, hay que afinar mucho en lo que se dice, ya que cualquiera ha realizado su descripción y se cree realmente que hay muy buenas descripciones y de esas, se bebe el conocimiento, por parte de muchos aficionados a la electrónica, cuando tiene que utilizar esta técnica de transmisión de datos como es el I2C-bus. I2C es un acrónimo de “Inter -Integrated Circuit”. I2C El Bus I2C (Inter - Integrated Circuit) es un sistema de comunicación de dos cables, con propiedades de velocidad de transferencia de datos considerada de media a baja (400 Khz. a 100 Khz.) y que fue desarrollado por Philips Semiconductor, a comienzos de la década del 80. Originalmente creado para reducir los costos de los equipos electrónicos, tuvo sus primeras aplicaciones en controles de contraste, brillo y volumen en aparatos de televisión pero actualmente encontramos conexiones por bus I2C en una gran variedad de computadoras, equipos industriales, entretenimiento, medicina, sistemas militares y un ilimitado abanico de aplicaciones e importantes usos potenciales.
Antes de la aparición del Bus I2C, las transferencias de datos de memorias a microprocesadores, eran realizadas en forma paralela requiriendo de esta forma encapsulados con una importante cantidades de pines (24, 28, o más pines). La asignación de funciones de los pines se repartía entre el direccionamiento de la memoria, la selección, el control y la transferencia de datos. Esta última solamente requería de 8 pines más otros ocho pines para el direccionamiento, por mencionar algunos. En contraste con este despilfarro de pines, el Bus I2C permite la comunicación “chip -tochip” usando solo dos cables en una conexión serial, permitiendo de esta forma comunicar dispositivos con muy pocas vías.
El LM35 es un sensor de temperatura con una precisión calibrada de 1ºC. Su rango de medición abarca desde -55°C hasta 150°C. La salida es lineal y cada grado centígrado equivale a 10mV, por lo tanto: 150ºC = 1500mV 1 -55ºC = -550mV
Características Sus características más relevantes son: Está calibrado directamente en grados Celsius. La tensión de salida es proporcional a la temperatura. Tiene una precisión garantizada de 0.5°C a 25°C. Opera entre 4 y 30 voltios de alimentación. Baja impedancia de salida. Baja corriente de alimentación (60uA). Bajo costo.
APLICACIÓN 2
Comunicación mediante I C para la adquisición de datos desde varios sensores ubicados en cuatro estaciones esclavas y una estación maestra. 2 Mediante el uso de I C el maestro enviará una señal y dependiendo de la dirección del esclavo, se enviarán los datos del sensor. Además de los datos que intervienen en este tipo de comunicación se incluirá el cálculo del Código de Redundancia Cíclica CRC16 tanto en el esclavo como en los maestros con el fin de asegurar que el envío y recepción de datos sea efectivo. Los sensores que se emplearán en esta comunicación son:
POTENCIÓMETRO
Fig 2. Potenciómetro Un potenciómetro es
un resistor cuyo valor
de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente,
se
puede
controlar
la intensidad de corriente que fluye por un circuito
si
se
conecta
en
paralelo,
o
la diferencia de potencial al conectarlo en serie.
LM35
Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de
corrientes
los reostatos, potencia.
Fig 1. LM35
que
mayores, pueden
se
utilizan
disipar
más
CONTROL DE VELOCIDAD
Fig 3. Esquema Control de Velocidad El control de velocidad, también conocido como regulador de velocidad o autocrucero (o cruise control en inglés y Tempomat en alemán) es un sistema que controla de forma automática el factor de movimiento de un vehículo de motor. El conductor configura la velocidad y el sistema controlará la válvula de aceleración o throttle del vehículo para mantener la velocidad de forma continua.
luz a una señal eléctrica y puede incluir electrónica para condicionamiento de la señal, compensación y formateo de la señal de salida. El sensor de luz más común es el LDR -Light Dependant Resistor o Resistor dependiente de la luz-.Un LDR es básicamente un resistor que cambia su resistencia cuando cambia la intensidad de la luz. Existen tres tipos de sensores fotoeléctricos, los sensores por barrera de luz, reflexión sobre espejo o reflexión sobre objetos.
PROPÓSITO Establecer una comunicación a través de I2C conformada por un maestro y 4 esclavos.
LDR
Fig 4. Sensores Fotoeléctricos Un sensor fotoeléctrico o fotocélula es un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz. Estos sensores requieren de un componente emisor que genera la luz, y un componente receptor que percibe la luz generada por el emisor. Todos los diferentes modos de sensado se basan en este principio de funcionamiento. Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso bajo condiciones ambientales extremas. Los sensores de luz se usan para detectar el nivel de luz y producir una señal de salida representativa respecto a la cantidad de luz detectada. Un sensor de luz incluye un transductor fotoeléctrico para convertir la
Fig 5. Esquema de la comunicación entre maestro y esclavos.
CONCLUSIONES: -
2
El Bus I C al poseer dos líneas SCL Y SDA por las cuales se transmite la señal de sincronización y los datos respectivamente pueden ser compartidas a las estaciones esclavas.
-
El Código de Redundancia Cíclica permitirá desarrollar una comunicación efectiva ya que ofrece la posibilidad de comprobar si los datos enviados son iguales a los recibidos,
-
Tanto la estación maestra como las esclavas requieren de direcciones que permitirán identificar con que esclavo se desea comunicar el maestro y viceversa.
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La señal SCL permite sincronizar la comunicación entre maestro y esclavo por lo que se requiere que éste tipo de señal sea la adecuada para garantizar la transmisión de información.
REFERENCIAS [1] BUS I2C http://www.comunidadelectronicos.com/arti culos/i2c.htm
[2] Comunicación entre PICS I2C http://www.electroensaimada.com/i2c.html
[3] Comunicación entre Pics Bus I2C http://robotypic.blogspot.com/2010/10/com unicacion-via-i2c-entre-dos-pic.html
[4] Comunicación I2C con PIC http://www.todopic.com.ar/foros/index.php ?topic=37373.0
[5] Comunicación I2C http://www.forosdeelectronica.com/f24/co municacion-i2c-entre-pic-s-51704/
