{"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\/pl\/i2c-magistrala-zintegrowanego-obwodu-posredniego\/","title":{"rendered":"I2C - magistrala obwod\u00f3w zintegrowanych"},"content":{"rendered":"
\"Wszystko<\/figure>\n\n\n\n

Magistrala I2C jest bardzo cz\u0119sto u\u017cywana w systemach wbudowanych. Wyja\u015bniamy, jak ona dzia\u0142a i jak j\u0105 skonfigurowa\u0107 na przyk\u0142adzie Raspberry Pi.<\/p>\n\n\n\n\n\n

Charakterystyka I2C<\/h2>\n\n\n\n

Magistrala Inter-Integrated Circuit Bus to synchroniczna szeregowa magistrala komunikacyjna. Za jej wynalezienie w 1982 roku odpowiedzialna by\u0142a firma Philips Semiconductors, ale interfejs szybko zyska\u0142 popularno\u015b\u0107.<\/p>\n\n\n

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

Powszechnie u\u017cywane synonimy to I2<\/sup>C, I2C lub IIC. Interfejs wykorzystuje architektur\u0119 Controller-Target i umo\u017cliwia kontrolerowi komunikacj\u0119 z maksymalnie 112 urz\u0105dzeniami za pomoc\u0105 tylko dw\u00f3ch przewod\u00f3w.<\/p>\n\n\n\n

Kontroler mo\u017ce dostosowa\u0107 bitrate do specyficznych potrzeb celu. St\u0105d I2C jest kompatybilny z wieloma urz\u0105dzeniami takimi jak czujniki, EEPROM, zegary, sterowniki silnik\u00f3w i inne.<\/p>\n\n\n\n

Okablowanie<\/h2>\n\n\n\n

Pod\u0142\u0105czenie magistrali I2C nie mo\u017ce by\u0107 prostsze, poniewa\u017c potrzebne s\u0105 tylko dwa przewody. Pod\u0142\u0105cz pin zegara szeregowego (SCL) kontrolera do pin\u00f3w zegara szeregowego urz\u0105dze\u0144 docelowych i pod\u0142\u0105cz r\u00f3wnie\u017c ich piny danych szeregowych (SDA). Oprogramowanie I2C zajmie si\u0119 reszt\u0105.<\/p>\n\n\n

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

Je\u015bli potrzebujesz dostarczy\u0107 zasilanie do urz\u0105dzenia I2C, mo\u017cesz u\u017cy\u0107 pin\u00f3w 3V3, 5V i GROUND w Raspberry Pi.<\/p>\n\n\n\n

Niekt\u00f3re urz\u0105dzenia, takie jak nasze BME688 Breakout Board<\/a> posiadaj\u0105 header I2C, dzi\u0119ki czemu nie trzeba \u017cadnych przewod\u00f3w, aby je po\u0142\u0105czy\u0107.<\/p>\n\n\n\n

Komunikacja I2C<\/h2>\n\n\n\n

Za pomoc\u0105 magistrali Inter-Intergrated Circuit Bus mo\u017cna po\u0142\u0105czy\u0107 128 urz\u0105dze\u0144 za pomoc\u0105 zaledwie dw\u00f3ch przewod\u00f3w. Jest to mo\u017cliwe dzi\u0119ki pomys\u0142owej zasadzie komunikacji.<\/p>\n\n\n\n

Przewody (SDA i SCL) nigdy nie s\u0105 aktywnie pobudzane do stanu wysokiego. Je\u015bli urz\u0105dzenie chce wys\u0142a\u0107 logiczn\u0105 jedynk\u0119, pozostawia przew\u00f3d w stanie spoczynku. Aby wys\u0142a\u0107 logiczne zero, podci\u0105ga przew\u00f3d do masy.<\/p>\n\n\n\n

Kontroler inicjuje komunikacj\u0119. Ka\u017cde urz\u0105dzenie w sieci mo\u017ce pe\u0142ni\u0107 rol\u0119 kontrolera i celu.<\/p>\n\n\n\n

Na poni\u017cszej ilustracji przedstawiono poszczeg\u00f3lne bity.<\/p>\n\n\n

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

W celu rozpocz\u0119cia komunikacji kontroler wysy\u0142a bit Start, po kt\u00f3rym nast\u0119puje adres I2C celu oraz \u017c\u0105dany tryb pracy (R - Read lub W - Write).<\/p>\n\n\n\n

W komunikacji I2C urz\u0105dzenie docelowe musi zwraca\u0107 bit ACK co 8 bit\u00f3w (po ka\u017cdym bajcie). Poniewa\u017c przestrze\u0144 adresowa jest zwykle 7-bitowa, istnieje 128 (od 0 do 127) adres\u00f3w. 16 z nich jest zarezerwowanych. Pozostaje wi\u0119c 112 mo\u017cliwych adres\u00f3w dla urz\u0105dze\u0144.<\/p>\n\n\n\n

Adres celu i tryb pracy to jeden bajt, wi\u0119c cel musi odes\u0142a\u0107 bit ACK. Nast\u0119pnie kontroler wysy\u0142a (8-bitowy) adres rejestru, kt\u00f3ry cel ponownie potwierdza. Od tego momentu komunikacja w trybie odczytu i zapisu r\u00f3\u017cni si\u0119.<\/p>\n\n\n\n

W przypadku zapisu kontroler wysy\u0142a dane w 8-bitowych blokach. Cel potwierdza ka\u017cdy blok. Gdy kontroler zako\u0144czy zapis, wysy\u0142a bit Stop.<\/p>\n\n\n\n

Przy odczycie kontroler ponownie wysy\u0142a bit Start, a nast\u0119pnie adres docelowy. Cel potwierdza i zaczyna wysy\u0142a\u0107 dane w 8-bitowych blokach. Tym razem kontroler musi potwierdzi\u0107 ka\u017cdy bajt. Aby przerwa\u0107 odczyt, kontroler wysy\u0142a bit NACK, a na koniec bit Stop.<\/p>\n\n\n\n

Zalety, wady i zastosowania<\/h2>\n\n\n\n

Zalety<\/h3>\n\n\n\n

Zalety magistrali I2C s\u0105 do\u015b\u0107 oczywiste. Do po\u0142\u0105czenia 128 urz\u0105dze\u0144 wystarcz\u0105 dwa przewody i dwa styki. To naprawd\u0119 du\u017ca moc. Dodatkowo masz do dyspozycji elastyczne pr\u0119dko\u015bci. Konfiguracja sprz\u0119tu nie mo\u017ce by\u0107 prostsza. W przeciwie\u0144stwie do SPI kontroler wie, czy urz\u0105dzenie docelowe poprawnie odebra\u0142o dane.<\/p>\n\n\n

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

Wady<\/h3>\n\n\n\n

Magistrala Inter-Integrate Circuit Bus wymaga wi\u0119cej miejsca i energii, poniewa\u017c wykorzystuje rezystory podci\u0105gaj\u0105ce. Jest wolniejsza w por\u00f3wnaniu z SPI. Mo\u017cna napotka\u0107 problemy, je\u015bli dwa urz\u0105dzenia u\u017cywaj\u0105 tego samego adresu I2C. Adres jest zapisywany bezpo\u015brednio na urz\u0105dzeniu. Niekt\u00f3re urz\u0105dzenia umo\u017cliwiaj\u0105 wyb\u00f3r jednego z dw\u00f3ch mo\u017cliwych adres\u00f3w przez przylutowanie zworki w okre\u015blonym miejscu na urz\u0105dzeniu.<\/p>\n\n\n

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

Aplikacje<\/h3>\n\n\n\n

Je\u015bli wyszukasz Czujnik<\/a> W naszym sklepie mo\u017cna zauwa\u017cy\u0107, \u017ce prawie wszystkie czujniki, kt\u00f3re nie s\u0105 analogowe, u\u017cywaj\u0105 interfejsu I2C. Jest on bardzo powszechny w urz\u0105dzeniach wbudowanych. Istniej\u0105 takie rzeczy jak pami\u0119\u0107 I2C. Cz\u0119sto mikrokontrolery u\u017cywaj\u0105 tej magistrali do komunikacji. Poza tym wiele przetwornik\u00f3w cyfrowo-analogowych (D<\/strong>igital A<\/strong>nalog C<\/strong>przetwornik) i przetworniki analogowo-cyfrowe (A<\/strong>nalog D<\/strong>igital C<\/strong>falownik) s\u0105 kompatybilne z interfejsem.<\/p>\n\n\n\n

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

Nasza strona wideo<\/a> pokazuje, jak skonfigurowa\u0107 magistral\u0119 Inter-Integrated Circuit na Raspberry Pi.<\/p>\n\n\n\n

\n