{"id":2236,"date":"2022-05-11T18:44:30","date_gmt":"2022-05-11T18:44:30","guid":{"rendered":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/?p=2236"},"modified":"2023-09-18T13:53:06","modified_gmt":"2023-09-18T13:53:06","slug":"i2c-the-inter-integrated-circuit-bus","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/picockpit.com\/raspberry-pi\/it\/i2c-il-bus-a-circuito-intergrato\/","title":{"rendered":"I2C - Il bus del circuito integrato"},"content":{"rendered":"
\"Tutto<\/figure>\n\n\n\n

Il bus I2C \u00e8 molto usato nel regno embedded. Spieghiamo come funziona e come impostarlo sul Raspberry Pi con un esempio.<\/p>\n\n\n\n\n\n

Caratteristiche I2C<\/h2>\n\n\n\n

L'Inter-Integrated Circuit Bus \u00e8 un bus di comunicazione seriale sincrono. Philips Semiconductors fu responsabile dell'invenzione nel 1982, ma l'interfaccia guadagn\u00f2 rapidamente popolarit\u00e0.<\/p>\n\n\n

\n
\"Caratteristiche
Caratteristiche I2C<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

I sinonimi comunemente usati sono I2<\/sup>C, I2C o IIC. L'interfaccia utilizza un'architettura Controller-Target e permette al controller di comunicare con fino a 112 dispositivi con solo due fili.<\/p>\n\n\n\n

Il controllore pu\u00f2 adattare la velocit\u00e0 di trasmissione alle esigenze specifiche del target. Per questo motivo I2C \u00e8 compatibile con molti dispositivi come sensori, dispositivi EEPROM, orologi, driver per motori e altro ancora.<\/p>\n\n\n\n

Cablaggio<\/h2>\n\n\n\n

Il cablaggio del bus I2C non potrebbe essere pi\u00f9 semplice, poich\u00e9 sono necessari solo due fili. Collegare il pin di clock seriale (SCL) del controllore ai pin di clock seriale dei target e collegare anche i loro pin di dati seriali (SDA). Il software I2C far\u00e0 il resto.<\/p>\n\n\n

\n
\"Cablaggio
Cablaggio<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Se hai bisogno di fornire alimentazione al tuo dispositivo I2C puoi usare i pin 3V3, 5V e GROUND del tuo Raspberry Pi.<\/p>\n\n\n\n

Alcuni dispositivi come il nostro Scheda di breakout BME688<\/a> hanno un'intestazione I2C in modo che non sia necessario alcun cavo per collegarli.<\/p>\n\n\n\n

Comunicazione I2C<\/h2>\n\n\n\n

Il Bus a Circuito Intergrato pu\u00f2 collegare 128 dispositivi con solo due fili. Questo \u00e8 possibile grazie all'ingegnoso principio di comunicazione.<\/p>\n\n\n\n

I fili (SDA e SCL) non sono mai attivamente pilotati alti. Se un dispositivo vuole inviare un 1 logico, lascia il filo fluttuante. Per inviare uno zero logico, tira il filo a terra.<\/p>\n\n\n\n

Il controllore avvia la comunicazione. Qualsiasi dispositivo sulla rete pu\u00f2 agire come controllore e come bersaglio.<\/p>\n\n\n\n

Il grafico qui sotto mostra i bit indivduali.<\/p>\n\n\n

\n
\"Comunicazione
Comunicazione I2C<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Per avviare la comunicazione, il controllore invia un bit di avvio seguito dall'indirizzo I2C del target e dalla modalit\u00e0 operativa desiderata (R - Read o W - Write).<\/p>\n\n\n\n

Nella comunicazione I2C il target deve restituire un ACK-bit ogni 8 bit (dopo ogni byte). Poich\u00e9 lo spazio d'indirizzo \u00e8 di solito di 7 bit, ci sono 128 (da 0 a 127) indirizzi. 16 di essi sono riservati. Questo lascia 112 possibili indirizzi per i dispositivi.<\/p>\n\n\n\n

L'indirizzo del target e la modalit\u00e0 di funzionamento sono un byte, quindi il target deve restituire un ACK-bit. Poi il controllore invia l'indirizzo del registro (8 bit), che il target conferma di nuovo. Da l\u00ec in poi, la comunicazione di lettura e scrittura \u00e8 diversa.<\/p>\n\n\n\n

Per la scrittura il controllore invia semplicemente i dati in blocchi da 8 bit. Il target conferma ogni blocco. Una volta che il controllore ha finito di scrivere, invia il bit di stop.<\/p>\n\n\n\n

Per la lettura il controllore invia nuovamente lo Start-bit, seguito dall'indirizzo del target. Il target conferma e inizia a inviare i dati in blocchi da 8 bit. Questa volta il controllore deve confermare ogni byte. Per fermare la lettura il controllore invia il NACK-bit e infine lo Stop-bit.<\/p>\n\n\n\n

Vantaggi, svantaggi e applicazioni<\/h2>\n\n\n\n

Vantaggi<\/h3>\n\n\n\n

I vantaggi del bus I2C sono abbastanza chiari. Si possono collegare 128 dispositivi con solo due fili e due pin ciascuno. Questo \u00e8 davvero potente. Inoltre si hanno velocit\u00e0 flessibili. L'impostazione dell'hardware potrebbe a malapena essere pi\u00f9 semplice. A differenza di SPI, il controller sa se il target ha ricevuto i dati correttamente.<\/p>\n\n\n

\n
\"Vantaggi\"
Vantaggi<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Svantaggi<\/h3>\n\n\n\n

Il bus del circuito interintegrato richiede pi\u00f9 spazio e potenza perch\u00e9 utilizza resistenze di pull-up. \u00c8 pi\u00f9 lento in confronto a SPI. Si pu\u00f2 incorrere in problemi se due dispositivi usano lo stesso indirizzo I2C. L'indirizzo \u00e8 memorizzato direttamente sul dispositivo. Alcuni dispositivi ti permettono di scegliere tra due indirizzi possibili saldando un ponticello in un punto specifico del dispositivo.<\/p>\n\n\n

\n
\"Svantaggi\"
Svantaggi<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Applicazioni<\/h3>\n\n\n\n

Se si cerca Sensore<\/a> nel nostro negozio noterete che quasi tutti i sensori che non sono analogici usano l'interfaccia I2C. \u00c8 molto comune nello spazio embedded. Ci sono cose come la memoria I2C. Spesso i microcontrollori usano il bus per la comunicazione. Oltre a questo, molti DAC (D<\/strong>igitale A<\/strong>nalog C<\/strong>onverter) e ADC (A<\/strong>nalog D<\/strong>igitale C<\/strong>onverter) sono compatibili con l'interfaccia.<\/p>\n\n\n\n

I2C su Raspberry Pi<\/h2>\n\n\n\n

Il nostro video<\/a> mostra come impostare il bus del circuito integrato sul Raspberry Pi.<\/p>\n\n\n\n

\n