Sprzężenie mikrokontrolera (nie tylko X51) ze światem zewnętrznym lokalne interfejsy szeregowe

Podobne dokumenty
Mikrokontrolery w systemach pomiarowo sterujących

Wbudowane układy komunikacyjne cz. 1 Wykład 10

Komunikacja w mikrokontrolerach Laboratorium

MAGISTRALE MIKROKONTROLERÓW (BSS) Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Mikroprocesory i Mikrosterowniki Laboratorium

Mikroprocesory i Mikrosterowniki Magistrala szeregowa I2C / TWI Inter-Integrated Circuit Two Wire Interface

Hardware mikrokontrolera X51

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Magistrale szeregowe

Wydział Elektryczny. Katedra Automatyki i Elektroniki. Instrukcja. do ćwiczeń laboratoryjnych z przedmiotu: SYSTEMY CYFROWE 1.

Komunikacja w mikrokontrolerach. Magistrala szeregowa I2C / TWI Inter-Integrated Circuit Two Wire Interface

Mikroprocesory i mikrosterowniki Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej Ćwiczenie nr 4

MIKROKONTROLERY - MAGISTRALE SZEREGOWE

Architektura mikrokontrolera MCS51

Laboratorium mikroinformatyki. Szeregowe magistrale synchroniczne.

Architektura mikrokontrolera MCS51

Instytut Teleinformatyki

Magistrala I 2 C. Podstawy systemów mikroprocesorowych. Wykład nr 5 Interfejsy szeregowe c.d.

Komunikacja z urzadzeniami zewnętrznymi

Charakterystyka mikrokontrolerów. Przygotowali: Łukasz Glapiński, Mateusz Kocur, Adam Kokot,

MIKROPROCESORY architektura i programowanie

Sprzężenie mikrokontrolera (nie tylko X51) ze światem zewnętrznym cd...

Technika mikroprocesorowa. W. Daca, Politechnika Szczecińska, Wydział Elektryczny, 2007/08

Wykład 2. Interfejsy I 2 C, OneWire, I 2 S

WPROWADZENIE Mikrosterownik mikrokontrolery

16. Szeregowy interfejs SPI

Politechnika Białostocka Wydział Elektryczny Katedra Automatyki i Elektroniki

Projekt MARM. Dokumentacja projektu. Łukasz Wolniak. Stacja pogodowa

UW-DAL-MAN v2 Dotyczy urządzeń z wersją firmware UW-DAL v5 lub nowszą.

Programowanie w językach asemblera i C

Współpraca procesora z urządzeniami peryferyjnymi

DigiPoint Karta katalogowa DS 5.00

Wykład 2. Przegląd mikrokontrolerów 8-bit: -AVR -PIC

Programowanie mikrokontrolerów. 8 listopada 2007

Ćwiczenie 5 Zegar czasu rzeczywistego na mikrokontrolerze AT90S8515

Interfejsy. w systemach pomiarowych. Ryszard J. Barczyński, 2016 Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Standard transmisji równoległej LPT Centronics

DigiPoint mini Karta katalogowa DS 6.00

Programowanie Mikrokontrolerów. Magistrala I2C (Inter-Integrated Circuit).

3.2. Zegar/kalendarz z pamięcią statyczną RAM 256 x 8

Architektura komputerów

Architektura komputerów

Rozproszony system zbierania danych.

Zaliczenie Termin zaliczenia: Sala IE 415 Termin poprawkowy: > (informacja na stronie:

Opis czytnika TRD-80 CLASSIC ver Moduł czytnika transponderów UNIQUE z wbudowaną anteną

Podstawy techniki cyfrowej i mikroprocesorowej II. Urządzenia wejścia-wyjścia

STHR-2810, 2811, 2812 Przetwornik temperatury i wilgotności z czujnikiem Sensirion

Ultradźwiękowy generator mocy MARP wersja Dokumentacja techniczno-ruchowa

Wstęp Architektura... 13

Architektura komputerów. Układy wejścia-wyjścia komputera

Interfejsy systemów pomiarowych

Współpraca procesora ColdFire z urządzeniami peryferyjnymi

2. Architektura mikrokontrolerów PIC16F8x... 13

ZL2AVR. Zestaw uruchomieniowy z mikrokontrolerem ATmega8

Problematyka sieci miejscowej LIN

Charakterystyka mikrokontrolerów

ZL15AVR. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów ATmega32

interfejs szeregowy wyświetlaczy do systemów PLC

Opis czytnika TRD-FLAT CLASSIC ver Naścienny czytnik transponderów UNIQUE w płaskiej obudowie

SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701. SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701.

Magistrala SPI. Linie MOSI i MISO sąwspólne dla wszystkich urządzeńna magistrali, linia SS jest prowadzona do każdego Slave oddzielnie.

Zastosowania mikrokontrolerów w przemyśle

Technika Mikroprocesorowa

Opis czytnika TRD-HOT COMBO ver Naścienny czytnik transponderów UNIQUE w podświetlanej obudowie

1. Wprowadzenie Programowanie mikrokontrolerów Sprzęt i oprogramowanie... 33

Współpraca procesora z urządzeniami peryferyjnymi

Zagadnienia zaliczeniowe z przedmiotu Układy i systemy mikroprocesorowe elektronika i telekomunikacja, stacjonarne zawodowe

Programator układów HCS

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Karta katalogowa JAZZ OPLC JZ20-T40/JZ20-J-T wejść cyfrowych, 2 wejścia analogowe/cyfrowe, 2 wejścia analogowe. 20 wyjść tranzystorowych

Politechnika Wrocławska

Wykład 2. Mikrokontrolery z rdzeniami ARM

Kod produktu: MP01105

Mają zaszczyt przedstawić. System kontroli dostępu i ewidencji czasu pracy

Interfejsy komunikacyjne pomiary sygnałów losowych i pseudolosowych. Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego

Systemy Wbudowane. Arduino - rozszerzanie. Podłączanie wyświetlacza LCD. Podłączanie wyświetlacza LCD. Podłączanie wyświetlacza LCD

Opis funkcjonalny i architektura. Modu³ sterownika mikroprocesorowego KM535

2. PRZERZUTNIKI I REJESTRY

Programowanie mikrokontrolerów

INTERFEJSY SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH. Interfejsy klasy RS

Uniwersalny sterownik silnika krokowego z portem szeregowym RS232 z procesorem AT90S2313 na płycie E200. Zestaw do samodzielnego montażu.

Proste układy wykonawcze

Systemy wbudowane - wykład 8. Dla zabicia czasu Notes. I 2 C aka IIC aka TWI. Notes. Notes. Notes. Przemek Błaśkiewicz.

Podstawy systemów mikroprocesorowych. Interfejs USART. Interfejsy szeregowe w mikrokontrolerach AVR

Kod produktu: MP01611-ZK

Politechnika Gdańska Wydział Elektrotechniki i Automatyki Katedra Inżynierii Systemów Sterowania

Zestaw Startowy EvB. Więcej informacji na stronie:

Instrukcja MM-717 Tarnów 2010

W spółczesne koncepcje elektronicznych systemów

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Porty wejścia/wyjścia w układach mikroprocesorowych i w mikrokontrolerach

Komunikacja w mikrokontrolerach Laboratorium

Kod produktu: MP01611

AVREVB1. Zestaw uruchomieniowy dla mikrokontrolerów AVR. Zestawy uruchomieniowe

Programowanie mikrokontrolerów 2.0

2. PORTY WEJŚCIA/WYJŚCIA (I/O)

Opis czytnika TRD-PARK COMBO ver Uniwersalny czytnik transponderów UNIQUE - wersja dla parkingów

Moduł radiowy AT-WMBUS-04. z wejściem impulsowym. Dokumentacja techniczno ruchowa DT DJ

WYKŁAD 5. Zestaw DSP60EX. Zestaw DSP60EX

Mikrokontroler ATmega32. System przerwań Porty wejścia-wyjścia Układy czasowo-licznikowe

Transkrypt:

Sprzężenie mikrokontrolera (nie tylko X51) ze światem zewnętrznym lokalne interfejsy szeregowe Ryszard J. Barczyński, 2009 2015 Politechnika Gdańska, Wydział FTiMS, Katedra Fizyki Ciała Stałego Materiały dydaktyczne do użytku wewnętrznego

Zwiększanie liczby wejść i wyjść Zdarza się, że liczba wyprowadzeń portów mikrokontrolera nie wystarcza do naszego zastosowania musimy wtedy odpowiednio zwiększyć ich liczbę. Mamy do dyspozycji: Standardowe układy cyfrowe (na przykład CMOS lub TTL) Specjalizowane układy rozszerzeń łączone z szyną procesora Układy łączone poprzez specjalny interface szeregowy (I2C, SPI, 1 Wire)

Lokalne interfejsy szeregowe Umożliwiają... połączenie sporej liczby układów peryferyjnych... przy niewielkiej liczbie użytych linii sterujących... przy małej liczbie dodatkowych elementów... zwykle nie potrzebują miejsca w przestrzeni adresowej Mają też wady... niezbędny specjalizowany hardware... albo skomplikowane (i wolno działające) oprogramowanie... ograniczoną prędkość transmisji danych

Lokalne interfejsy szeregowe Najczęściej spotyka się interfejsy I2C Inter Integrated Circuits... opracowany przez firmę Philips SMBus System Management Bus... podobny do I2C, utworzony przez firmę Intel SPI Serial Peripherial Interface... opracowany przez firmę Motorola Microwire... podobny do SPI 1 Wire... opracowany przez firmę Dallas (aktualnie Maxim)

Lokalny interfejs szeregowy I2C Zawiera dwie dwukierunkowe linie typu otwarty kolektor:... SDA (linia danych)... SCL (linia zegara) Transmisja jest synchroniczna... z prędkością maksymalną 3.4Mb/s (typowo 100 kb/s)... w trybie master slave (master steruje transmisją za pomocą SCL) Każdy układ slave ma swój unikalny identyfikator

Lokalny interfejs szeregowy I2C Zwykle system zbudowany jest z jednego mikrokontrolera... pracującego jako master... oraz szeregu układów slave Możliwe są jedna bardziej skomplikowane konfiguracje Każdy z układów slave ma adres unikalny dla typu układów... sprzętowo ustalany przez producenta... jednakoż użytkownik ma zwykle możliwość wpływu na część adresu... za pomocą wyprowadzeń układu scalonego

Lokalny interfejs szeregowy I2C hardware

Lokalny interfejs szeregowy I2C W przykładzie obok... połączono dwa przetworniki C/A... firmy Maxim

Lokalny interfejs szeregowy I2C Dane przesyłane są sformatowane w ramki o długości jednego bajtu Po każdym bajcie następuje potwierdzenie jego odbioru (ACK) Bajty przesyłane są od bardziej znaczących Transmisją danych steruje układ master za pomocą linii zegara SCL Odbiornik może chwilowo wstrzymać nadawanie... wymuszając stan niski na linii SCL Każdą transmisję rozpoczyna sekwencja START, a kończy STOP

Lokalny interfejs szeregowy I2C Przesyłanie danych z układu master do slave

Lokalny interfejs szeregowy I2C Odczyt danych z układu slave przez master

Lokalny interfejs szeregowy I2C Parametry czasowe:... transmisja może odbywać się dowolnie wolno Maksymalna prędkość transmisji... w trybie standard wynosi 100 kb/s... w trybie szybkim 400 kb/s... w trybie high speed 3.4 Mb/s W trybie standard pracują wszystkie układy... w trybie szybkim tylko niektóre... w trybie high speed bardzo nieliczne

Lokalny interfejs szeregowy I2 C Przykład sterownika wyświetlacza LED i klawiatury

Lokalny interfejs szeregowy I2 C System procesora telewizyjnego SAA56XX firmy Philips

Lokalny interfejs szeregowy I2C Szeregowe układy pamięci

Lokalny interfejs szeregowy I2C Interfejs z zastosowaniem separacji galwanicznej

Lokalny interfejs szeregowy I2C Firma Philips prowadzi bazę danych układów I2C... łatwiejsze jest zachowanie unikalności adresów... łatwiejsze zachowanie dobrej kompatybilności układów ze standardem... i powoduje to dosyć dużą cenę układów (potrzebna jest licencja)... Niektóre kontrolery posiadają wbudowane interfejsy I2C... w innych musimy interfejsy obsługiwać programowo : ( Na szczęście Philips na stronie... http://www.semiconductors.philips.com... umieścił procedury ich obsługi (w C i assemblerze 8051)

Lokalny interfejs szeregowy SMBus Jest uproszczeniem interfejsu I2C... wprowadza dolny limit czasu operacji (25 ms)... minimalną częstotliwość zegara (10 khz)... pracuje z maksymalną częstotliwością zegara 100 khz... istnieje jeszcze parę mało istotnych różnic Wprowadza też dodatkowe funkcje (alarm, general call) W praktyce układy z oboma interfejsami dają się łączyć jednocześnie

Lokalny interfejs szeregowy SMBus

Lokalny interfejs szeregowy SPI Jest to interfejs czteroprzewodowy, synchroniczny Jeden z układów (zwykle mikrokontroler) pełni rolę master... sterując transmisją Gwarantowana prędkość transmisji wynosi 2.1 Mb/s Układy nie mają unikalnych identyfikatorów... ale dodatkowe wejście wyboru (SS)... stan niski na tym wejściu wybiera aktywny układ slave

Lokalny interfejs szeregowy SPI Teoretycznie nie ma ograniczeń na liczbę układów W praktyce ograniczeniem jest suma pojemności montażowych... ograniczająca prędkość transmisji

Lokalny interfejs szeregowy SPI Co prawda SPI... jest prostszy niż I2C... ma za to cztery tryby pracy... różniące się zboczem zegara, na którym jest próbkowane wejście... oraz ustawiane wyjście Na szczęście mikrokontrolery radzą sobie ze wszystkimi trybami

Lokalny interfejs szeregowy SPI Przykład odczytu bajtowej danej z pamięci EEProm z interfejsem SPI... (X5323 firmy Xicor)

Lokalny interfejs szeregowy SPI w mikrokontrolerze AT98S8252

Lokalny interfejs szeregowy SPI w mikrokontrolerze AT98S8252 Transmisją steruje rejestr specjalnego przeznaczenia SPCR (96h) SPIESPE DORDMSTRCPOLCPHASPR1SPR0 Jego bity mają następujące znaczenie: SPIE zezwolenie na generację przerwań (adres wektora 23h) SPE załączenie interfejsu SPI DORD kolejność wysyłania bajtów (1 = starszy/młodszy) MSTR ustawienie trybu master CPOL, CPHA tryb (mod) pracy interfejsu SPR1, SPR0 bity prescalera zegara (f = fosc/n)

Lokalny interfejs szeregowy SPI w mikrokontrolerze AT98S8252 Rejestr statusu SPSR (AAh) SPF WCOL - - - - - Jego bity mają następujące znaczenie: SPF skompletowanie słowa nadawanego/odbieranego WCOL próba zapisu danych podczas trwania transmisji -

Lokalny interfejs szeregowy SPI izolacja galwaniczna

Lokalny interfejs szeregowy SPI Realizacja programowa interfejsu SPI jest prostsza niż I2C Zestaw istniejących układów jest również obfity... choć mniej jest układów specjalizowanych (na przykład TV) Wykorzystując rozszerzony interfejs SPI... firma Atmel stworzyła standard programowania procesora... ISP (In System Programming)

Lokalny interfejs szeregowy Microwire Został opracowany w firmie National Semiconductor Jest praktycznie identyczny z SPI pracującym w trybie 0 Masterem jest zawsze mikrokontroler (nie ma on lini SS)... interface jest więc w zasadzie trójprzewodowy Jest popularny

Lokalny interfejs szeregowy 1 Wire Został opracowany w firmie Dallas (aktualnie Maxim) Używa jednego przewodu do transmisji w obie strony... oraz opcjonalnie zasilania układów (!)... linia jest sterowana przez wyjścia z otwartym kolektorem Transmisja ma prędkość do 16.3kb/s (standard)... lub 115.2 kb/s (overdrive) Do pojedynczej linii można dołączyć wiele układów Każdy układ (egzemplarz!) ma swój unikalny identyfikator... do ich identyfikacji służy specjalna procedura wyszukiwania... przeprowadzana przez kontroler,... który zawsze pełni rolę nadrzędną (master)

Lokalny interfejs szeregowy 1 Wire W stanie spoczynkowym linia znajduje się na wysokim poziomie Każdy impuls niskiego poziomu o czasie dłuższym niż 480 us... jest traktowany jako reset... po którym układy slave... zgłaszają swoją obecność Następnie układ master... przeprowadza przeszukiwanie... identyfikując układy slave

Lokalny interfejs szeregowy 1 Wire Zapis przez mastera bitu 1 do rejestru wejściowego slave

Lokalny interfejs szeregowy 1 Wire Zapis przez mastera bitu 0 do rejestru wejściowego slave

Lokalny interfejs szeregowy 1 Wire Odczyt przez mastera bitu ze slave

Lokalny interfejs szeregowy 1 Wire Do budowy interface 1 Wire można wykorzystać dwa bity we/wy

Lokalny interfejs szeregowy 1 Wire 1 Wire to niewątpliwie interfejs bardzo ciekawy... i bardzo zaawansowany technologicznie Choć układy produkuje praktycznie jedna firma Maxim/Dallas... to są wśród nich różne propozycje o uniwersalnym zastosowaniu... niestety, nie są tanie Algorytm wyszukiwania układów jest skomplikowany... lecz producent dostarcza źródła gotowych procedur Interfejs nadaje się do budowy sporych sieci czujników pomiarowych

Lokalny interfejs szeregowy 1 Wire ibutton Interfejs 1 Wire jest również wykorzystywany w elementach ibutton Są to układy zamknięte w obudowach stalowych... i bardzo odporne na wpływy zewnętrzne Na przykład pamięci (również z szyfrowanym dostępem)... mogą być wykorzystywane w szeroko pojętym security Istnieją również autonomiczne (z własnym zasilaniem)... układy pomiarowe mierzące temperaturę i wilgotność... i magazynujące zmierzone wielkości