Интерфейсная шина IIC (I2C)


Один из моих самых любимых интерфейсов. Разработан в компании Philips и право на его использование стоит денег, но все на это дружно положили и пользуют в свое удовольствие, называя только по другому. В Atmel его зовут TWI, но от этого ничего не меняется :) Обычно при разборе IIC во всех книгах ограничиваются примером с EEPROM на этом и ограничиваются. Да еще юзают софтверный Master. Не дождетесь, у меня будет подробный разбор работы этой шины как в режиме Master так и Slave, да еще на аппаратных блоках с полным выполнением всей структуры конечного автомата протокола. Но об этом после, а сейчас основы.

Физический уровень.
Данные передаются по двум проводам — провод данных и провод тактов. Есть ведущий(master) и ведомый (slave), такты генерирует master, ведомый лишь поддакивает при приеме байта. Всего на одной двупроводной шине может быть до 127 устройств. Схема подключения — монтажное И


Передача/Прием сигналов осуществляется прижиманием линии в 0, в единичку устанавливается сама, за счет подтягивающих резисторов. Их ставить обязательно всегда! Стандарт! Резисторы на 10к оптимальны. Чем больше резистор, тем дольше линия восстанавливается в единицу (идет перезаряд паразитной емкости между проводами) и тем сильней заваливаются фронты импульсов, а значит скорость передачи падает. Именно поэтому у I2C скорость передачи намного ниже чем у SPI. Обычно IIC работает либо на скорости 10кбит/с — в медленном режиме, либо на 100кбит/с в быстром. Но в реальности можно плавно менять скорость вплоть до нуля.
Ни в коем случае нельзя переключать вывод микроконтроллера в OUT и дергать ногу на +5. Можно запросто словить КЗ и пожечь либо контроллер либо какой-нибудь девайс на шине. Мало ли кто там линию придавит.

Вся передача данных состоит из Стартовой посылки, битов и стоповой посылки. Порядок изменения уровня на шинах задает тип посылки.



После старта передача одного бита данных идет по тактовому импульсу. То есть когда линия SCL в нуле master или slave выставляют бит на SDA (прижимают — если 0 или не прижимают — если 1 линию SDA) после чего SCL отпускается и master/slave считывают бит. Таким образом, у нас протокол совершенно не зависит от временных интервалов, только от тактовых битов. Поэтому шину I2C очень легко отлаживать — если что то не так, то достаточно снизить скорость до байта в минуту и спокойно, обычными вольтметрами, смотреть что у нас происходит. Правда это не прокатит с железным I2C, там нет таких низких скоростей. Но что нам мешает затактовать микроконтроллер от ОЧЕНЬ медленного тактового генератора и отладить все по шагам? ;)

Повторим для ясности:

  • Начало передачи определяется Start последовательностью — провал SDA при высоком уровне SCL
  • При передаче информации от Master к Slave, ведущий генерирует такты на SCL и выдает биты на SDA. Которые ведомый считывает когда SCL становится 1.
  • При передачи информации от Slave к Master, ведущий генерирует такты на SCL и смотрит что там ведомый творит с линией SDA — считывает данные. А ведомый, когда SCL уходит в 0, выставляет на SDA бит, который мастер считывает когда поднимет SCL обратно.
  • Заканчивается все STOP последовательностью. Когда при высоком уровне на SCL линия SDA переходит с низкого на высокий уровень.


То есть, изменение на шине данных в момент приема данных может быть только при низком уровне на SCL. Когда SCL вверху то идет чтение. Если же у нас SDA меняется при высоком SCL, то это уже служебные команды START или STOP.

Если Slave торомоз и не успевает (у EEPROM, например, низкая скорость записи), то он может насильно положить линию SCL в землю и не давать ведущему генерировать новые такты. Мастер должен это понять и дать слейву прожевать байт. Так что нельзя тупо генерить такты, при отпускании SCL надо следить за тем, что линия поднялась. Если не поднялась, то надо остановиться и ждать до тех пор, пока Slave ее не отпустит. Потом продолжить с того же места.

Логический уровень
Как передаются отдельные биты понятно, теперь о том что эти биты значат. В отличии от SPI тут умная адресная структура. Данные шлются пакетами, каждый пакет состоит из девяти бит. 8 данных и 1 бит подтверждения/не подтверждения приема.

Первый пакет шлется от ведущего к ведомому это физический адрес устройства и бит направления.

Сам адрес состоит из семи бит (вот почему до 127 устройств на шине), а восьмой бит означает что будет делать Slave на следующем байте — принимать или передавать данные. Девятым битом идет бит подтверждения ACK. Если Slave услышал свой адрес и считал полностью, то на девятом такте он придавит линию SDA в 0, сгенерировав ACK — то есть Понял! Мастер, заметя это, понимает, что все идет по плану и можно продолжать. Если Slave не обнаружился, прозевал адрес, неправильно принял байт, сгорел или еще что с ним случилось, то, соответственно, SDA на девятом такте будет прижать некому и ACK не получится. Будет NACK. Мастер с горя хлопнет водки и прекратит свои попытки до лучших времен.

После адресного пакета идут пакеты с данными в ту или другую сторону, в зависимости от бита RW в заголовочном пакете.
Вот, например, Запись. В квадратиках идут номера битов. W=0

Чтение практически также, но тут есть одна тонкость из-за которой я когда то убил кучу времени. При приеме последнего байта надо дать ведомому понять, что в его услугах больше не нуждаемся и отослать NACK на последнем байте. Если отослать ACK то после стопа Master не отпустит линию — такой уж там конечный автомат. Так что прием двух байтов будет выглядеть так (R=1):

Есть еще одно состояние, как повторный старт.
Это когда мы не обьявляя STOP вкатываем на шину еще один START. После него мы можем обратиться к другому устройству не освобождая шину. Но чаще идет обращение к тому же самому устройству и это связано с особенностями организации памяти.

Организация памяти.
Это относится уже не столько к самому протоколу I2C, сколько к заморочкам создателей разных EEPROM и прочих I2C устройств. Но встречается это повсеместно, поэтому я расскажу про этот момент. Но, повторюсь, это не аксиома, не стандарт и вообще зависит от конкретного Slave устройства. Так что датит в зубы и вкуривать, но обычно так принято.

Итак, о чем речь.
Как видно из протокола, в первом байте мы адресовываем само устройство, а их может быть до 127 штук. Но в самом устройстве вполне может быть очень сложная структура, с кучей ячеек. Например EEPROM с килобайтами данных внутри. Как обращаться с этими данными? Не считывать же все по очереди от нуля до конца — это долго. Поэтому приняли хитрый формат. Это не стандарт, но юзается повсеместно.

Поясню на примере:
Есть микросхема часов реального времени PCF8583 (я про нее еще напишу, следите за обновлениями), общающася по протоколу I2C. Внутри нее ячейки памяти, в которых хранятся часы, минуты, секунды, дата, состояние флагов и куча еще всего. До кучи там еще 240 байт просто так, для свободного пользования. Карта адресов этой микросхемы выглядит так:


И вот надо мне установить дату. Для этого надо мне записать две ячейки памяти с адресами 0х05 и 0x06. Как это сделать? Из даташита я узнаю, что первый байт данных это адрес куда мы будем обращаться, а потом уже идут данные и со следующим байтом счетчик адреса увеличивается на 1. Там же, в даташите, написано что эти часы откликаются на Slave-адрес 1010000х где х — состояние ноги А0 микросхемы. Я эту ногу сразу посадил на 0 так что Slave-адрес у меня 10100000. Очевидно, что на одной шине может быть не более двух экземпляров этой микросхемы с адресами 10100000 и 10100001.

Задача решается так:

Вот и славно. Часы установлены и начали тикать. Но вот надо нам считать те же данные, а вдруг изменились?
С записью все понятно — записали вначале адрес, а потом следом записали данные. А умная микросхема все прекрасно поняла и рассовала по ячейкам. А с чтением? А с чтением все через задницу, в смысле через запись.

То есть, мы, вначале, записываем один байт — адрес. Потом делаем повторный старт, затем снова обращаемся к часам по ее Slave-адресу, но уже с битом R, на чтение. И умная микруха выдает нам байты с адреса который мы в нее вот только что записали. Выглядит это так:

В этих часах так, у других микрух может быть все по другому, но в 99% очень похоже. Адрес, например, может быть двухбайтным или страницу надо будет указать, но сути это не меняет. Цепочка запись-повстарт-чтение это повсеместно.
Вот так, кстати, выглядит чтение данных из часов PCF8583 на экране моего логического анализатора. Тут не полная посылка (все 5 байт просто не влезли в экран), но тут четко видно запись начального адреса, потом повторный старт, и чтение из девайса.

Скриншот с осциллографа RIGOL 1042CD

Арбитраж шины I2C.
Почему то все мануалы для начинающих в которых рассматривалась тема протокола IIC как то ссыкливо замалчивают возможность работы двух ведущих на линии. Master-Slave и все тут. А если у нас демократия? И каждый сам себе Master и сам себе Slave? Согласен, редкий случай, но тем не менее, описывать так описывать. Короче, в случае подобного садо-мазо варианта действует железное правило — кто раньше встал того и тапки. В смысле кто первый начал вещать тот и текущий Master.

Но вот случилось вообще невероятное — два Ведущих начали вещать одновременно. Прям совсем одновременно. Как быть? А тут нам поможет свойство монтажного И — где против лома нуля нет приема. Короче, оба мастера бит за битом играют в простую игру ножик-камень(1 и 0 соответственно). Кто первый выкинет камень против ножика тот и побеждает арбитраж, продолжая вещать дальше. Так что очевидно, что самый важный адрес должен начинаться с нулей, чтобы тот кто к нему пытался обращаться всегда выигрывал арбитраж. Проигравшая же сторона вынуждена ждать пока шина не освободится.

Вроде бы все, практический пример с AVR будет потом, а пока помедитируйте над диаграммой работы конечного автомата TWI передатчика ATmega8. Скоро я вас буду этим грузить!


Страшна? ;) На самом деле там все не так брутально. Можно обойтись вообще парой десятков строк кода на ассемблере.

UPD:
Полный перевод оригинальной спецификации IIC от суровых Челябинских электронщиков с радиозавода Полет

164 thoughts on “Интерфейсная шина IIC (I2C)”

  1. (1) OpenID работает криво. Я зашёл как blacklion.livejournal.com и всё равно справа-сверху «войти» (а не «выйти») и не даю комментировать. Пришлось регистрироваться и теперь тут два меня.

    (2) Софтового мастера сделать не сложно. А вот слейва как-то просто не получается.

      1. Более того, многие предпочитают делать софтовый И2С мастер чтобы не заморачиваться с встроенным в TWI конечным автоматом.
        Я когда первый раз подходил к электронике смотрел на PIC (зачем я это делал!? Зачем на PIC?!) так реализовал мастера в качестве упражнения за вечер. А вот слейва так и не осилил…

  2. Могу поделицца опытом работы конкретно с DS1307. Он, сука, еще тот глючный девайс. Вроде просто, но не все просто. ПРопиши бит СН, запусти часы, не забудь про бит снова, ой а чо горим — а мы забыли Vbat на землю положить…

      1. и у тебя, Брут? я изъебался с их инициализацией — не пашут и все. взял ds, который считал сгоревшим и не рабочим, по по недоразумению не выкинул — и он заработал. в топку эти ISL, от лукавого они..

    1. Да, есть такое дело :) Вообще при начале работы с IIC девайсом, желательно вдоль и поперек изучить Datasheet к нему. В свое время тоже поломал голову с m41 от ST. Вроде все пишется, все читается, но часы стоят и все тут. Оказалось там есть хитрый битик, который при пропадании всего питания — Vcc и Vbat, останавливает часы и пока его не сбросишь они не пойдут.
      Ну и еще обычный прикол с часами, что не все могут работать при отключенной батарейке — даже если Vcc есть, внутри у них стоит контроль, который проверяет разницу между напругой и Vbat, и если Vbat нет, то часы просто ни на что не отвечают :)

      p.s. а про NACK в конце чтения это да, самые популярные грабли наверно. Кстати для отлаживания шины если нет крутого осцила, можно прикрутить I2C Sniffer на Atmega8 — оч удобная штука, она в консоли показывает полностью весь обмен в удобоваримом виде.

      1. А чё с ним было голову ломать? Кстати, m41t56 рекомендую, простые и удобные I2C часы. Про битик я давно знал — он у всех часовых изделий от ST присутствует. Наверное, как совместимость с m48t08 — который с батареей на борту. Чтобы батарею не сажать, пока таймкипер лежит на складе, они глушат часы.

  3. >>Ни в коем случае нельзя переключать вывод микроконтроллера в OUT и дергать ногу на +5. Можно запросто словить КЗ и пожечь либо контроллер либо какой-нибудь девайс на шине. Мало ли кто там линию придавит.

    Разговаривали на эту тему с одним человеком. Он мысль сказал — если на каждую микросхему между ней и линией поставить резисторы по 100 Ом, то в принципе, проблема будет решена. Так же удобно при отладке.

  4. «Передача/Прием сигналов осуществляется прижиманием линии в 0, в единичку устанавливается сама, за счет подтягивающих резисторов.»

    PORTx.x = 0; //Прижал в 0

    тут код

    PORTx.x = 1; //Пока так не сделаю, в единицу не устанавливается, подтяжка есть 4k7

    Настройка порта:
    PORTC=0x00;
    DDRC=0xFF;

    И сразу еще один вопрос, как передать в процедуру номер ноги контроллера?
    пробовал так:

    void my_proc(unsigned char _port)
    {
    }

    вызываю так:

    my_proc(PORTB.3) и не работает…

    1. Ногу надо передавать по отдельности. Т.к. PORTB это адрес порта. А 3 — просто номер пина. Так что либо в две переменные либо просто номер пина, а порт уже прописан в функции. Вот только нафига тебе тут функция? Напрямую то нельзя чтоль?

      1. Не, напрямую нельзя, нога заранее неизвестна (и порт тоже).
        Интересно, если передать номер порта и ноги раздельно, как их потом лучше всего объединить?

        Блин, каша в голове (только учусь) на работу с датчиком ds18b20 как должен быть настроен порт? //Заранее спасибо!

        Разобрался… Proteus 7.4 SP3 с краком 1.6.3 — 6.5 от Nemo глючит сильно …
        скачал 7.5 — ВСЕ СРАЗУ ЗАРАБОТАЛО!! Начинающим, как и я, обновлять обязательно!
        Вопрос по передаче номера ноги в процедуру в силе, буду благодарен за пример.

  5. DI HALT Привет! Очень полезна статья, вот недавно наткнулся на убитую магнитолу с микросхемой LC75373(аудиопроцессор), так вот там управление осуществлется, как я понял, что-то наподобие I2C (как написано в datasheet — serial data input). Единственное отличие это не две линии а три — CE, DI и CL. Как я понял управление осуществляется в одну сторону, т.е. только на прием. Вот единственное что я хотел у тебя спросить, возможно ты когда-нибудь сталкивался с подобием такой микрухи, хотел узнать управление происходит только единичной посылкой управления, или возможно как-то по-другому. В datasheet не нашел вразумительного ответа. Конечно вопрос не совсем в тему, но все-таки надеюсь на отклик.

    1. Это не I2C это почти чистый SPI только в одну сторону.
      Формат данных там написано что 52 бита — 8 адреса и 44 данные.
      Точнее как, вначале СЕ ложишь вниз, подаешь 8 бит адреса. Потом поднимаешь СЕ вверх и гонишь 44 бита данных. В этих 44 битах закодированы параметры для резисторных матриц. Как переслал СЕ бросаешь вниз и при этом происходит запоминание введенных данных.

      Как и что слать там нормально написано.Я бы сказал даже очень наглядно нарисовано. На 15й странице даташита

      1. Спасибо! В принципе так и думал, единственное что до сих пор не внушает доверие в datasheet так это то что получается СЕ нужно ложить вниз не на 8 бит адреса, а на 9 (или возможно это опечатка), т.е. захватывает старший бит данных D0 (если верить рисунку осцилограммы). Но конечно судя по логике все-таки скорее правильнее как ты написал — СЕ ложишь вниз, подаешь 8 бит адреса.

  6. Здравствуйте, подскажите как можно организовать контроль I2С шины, если например есть N-ое количество устройств и одно из них придавило линию и например зависло в таком состоянии, есть ли возможность узнать какое программно, а лучше аппаратно отключить его или показать что оно не работает.

    1. Со стороны мастера никак. Т.к. придавленная линия где бы то ни было означает облом в коммуникациях. А нет связи — нет мультиков.

      Ставить на каждое устройство вачдог. Если девайс не сообщил собаке, что он отпустил линию, то собака укусит его за задницу.

  7. Вот интересно. Вопрос, конечно, может и дурацкий. А можно ли сделать программное подобие I2C используя USART? Соединив все TX слейвов с RX мастера и все RX слейвов с TX мастера. Будут ли слейвы все слейвы одновременно принимать данные от мастера или есть какие-то подводные камни в этом? I2C мне не подходит из-за ограничения по количеству устройств.

  8. Прекрасное описание шины. Живой язык, яркие рисунки.
    По моему, в статье есть неточность.
    Автор пишет:
    «Если Slave торомоз и не успевает (у EEPROM, например, низкая скорость записи), то он может насильно положить линию SCL в землю и не давать ведущему генерировать новые такты. Мастер должен это понять и дать слейву прожевать байт. Так что нельзя тупо генерить такты, при отпускании SCL надо следить за тем, что линия поднялась. Если не поднялась, то надо остановиться и ждать до тех пор, пока Slave ее не отпустит. Потом продолжить с того же места.»

    Пример с EEPROM мне показался неудачным, т.к. обычно у них к SCL только вход.
    Вход же не может притянуть SCL к земле.
    Но для многих других I2C микрух этот вариант прокатывает.

    Спасибо автору за труд.

  9. Вы согласны, что вход не может притянуть линию к земле.
    http://www.gaw.ru/pdf/Atmel/at24/AT24C128_256.pdf

    Table 1. Pin Configuration
    Pin Name Function
    A0 — A1 Address Inputs
    SDA Serial Data
    SCL Serial Clock Input -вход
    WP Write Protect
    NC No Connect
    GND Ground

    Смотрите еще Figure 1. Block Diagram
    Там на SDA висит транзистор, а на SCL – нет.
    Если слейв занят внутренними проблемами, то он просто отключается от шины и не реагирует на мастера. Мастер должен отправить условие старта после адресного слова и ждать ответа.
    Вот тут на русском: http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/doc/memory/seeprom/at24c128_256.htm

  10. День добрый. Помогите пожалуйста с ds1307. Уже третий день мучаю ее, запустить не могу — в протеусе работает «как часы»:), а в железе — на экране 2.1.2.1 Осца временно нету, посему пытался проверить путем конфигурации ее на вывод SQW с частотой 1 Гц — генерация отсутствует. Здесь я краем уха слышал по поводу батарейного питания — может у меня в этом проблема??? Вывод Vbat у меня висит в воздухе. Заранее спасибо.

    1. Без батарейного питания они не стартанут. Либо будут в каком нибудь энергосберегающем режиме висеть. Батарею подцепи, тогда пойдут. Может еще какой регистр внутри надо будет дергнуть. Но это даташит кури.

  11. Сами часики вроде в норме. Проблема с контроллером (точнее с программой). Я отключил контроллер от часиков, далее запускаю и проверяю осцом что у меня на SDA и SCL. В итоге вообще запутался — идет передача данных, а в перерывах шина лежит в нуле. Почему проц может не отпускать шину???? (чтение данных спецом отрубил — контроллер в режиме мастер-передатчик). И как тут можно выложить кусок кода? может кто-то что-то поможет…А то беда — контроллер весь учу всего пару месяцев, а тут на одной шине i2c зависнул уже на две недели.

      1. По поводу NACK:
        Вот тут меня мучает такой вопрос:
        TWCR — он же не буферизированный? Как же тогда в сях одной командой установить TWEN, TWINT и сбросить TWEA (режим NOASK)???
        Я так понимаю — в таком порядке не пройдет:
        TWCR &= ~(1<<TWEA)
        TWCR |= ((1<<TWINT) | (1<<TWEN))

        по идее в обратном:

        TWCR |= ((1<<TWINT) | (1<<TWEN))
        TWCR &= ~(1<<TWEA)

        тоже не должно работать. Ведь и в том и в другом случае мы обнуляем TWINT первой командой и сражу начинается работа модуля.
        Прав я или где-то запутался???

        может так? :

        TWCR &= ~((1<<TWEA) | (1<<TWINT))
        TWCR |= ((1<<TWINT) | (1<<TWEN))

        Но я даже убрал вообще прием — оставил только передачу (инициализация). Когда идет прием — тогда поинтересней. Вот мой маин:

        while(1)
        {
        read_rtc ();
        _delay_ms (500);
        shou_clock ();
        }

        так на осце идет меандр с периодом, который задан в задержке (мс 500) а передача идет коротко на спаде и фронте импульсов. То есть:
        шина в «1!
        чтение
        шина не поднялась
        500 мс
        шина не поднялась
        чтение
        шина в «1» и тд

          1. А разве в WinAVR такой вариант потянет? Как я понимаю — gcc сильно заточен под стандарты языков, а если данную строку разложить, то получим несуразицу…хотя он компилирует. Нет что-то мне кажется, что так можно еще больше запутаться.

                  1. Суть я уловил. Я в принципе догадывался что надо использовать XOR. Зачем — другой вопрос. Хочу отточить навыки и разобраться со всем (а лог арифметика сюда также входит) и, самое главное, выработать один стиль. Ведь, насколько я знаю, простое присваивание не всегда катит. Нужно следить за всеми регистрами, а для буферизированных — битмаска — что доктор прописал (не пинайте асемблерщики). Вот и пытаюсь на одном примере (раньше взял очередной модуль, написал прогу и пошел дальше, а тут застрял) отточить многие нюансы).

                    Еще пара вопросов:
                    1) Если я отключил все устройства (оставил один контроллер) — он ведь после всех попыток общение по iic должен отпустить шину??? А резисторы ее притянуть к «1»? Верно?
                    2) С какой частотой надо опрашивать RTC, что-бы, как говориться, и волки сыты и овцы целы?

                    1. Чтобы контроллер отпустил шину он должен выйти из конечного автомата. (погляди на диаграмму работы) для этого ему надо получить одно из состояний. Единственно что если ты ТВИ вырубишь вообще, то он должен шину отпустить. Ну а дальше резисторы.

                      2) С какой тебе надо с такой и опрашивай. Но, сам понимаешь, нет смысла спрашивать чаще чем меняется самый младший разряд часов. А вообще я его спрашиваю когда надо получить значение. Разово, не циклически. Зачем зря шину занимать?

                    2. По поводу первого вопроса:
                      Я отключил все на шине TWI. Перевожу контроллер в режим мастер-передатчик, передаю байт и даю команду СТОП. Контроллер при этом должен в любом случае отпустить шину??? В режиме передатчика это условие является абсолютным???

                    3. Все РАБОТАЕТ!!!! Спасибо. Проблема в NACK:
                      Заменил
                      TWCR &= ~(1<<TWEA)
                      TWCR |= ((1<<TWINT) | (1<<TWEN))

                      на

                      TWCR=(0<<TWEA|1<<TWINT|1<<TWEN);
                      и все пошло.

  12. Вопрос: а можно ли осуществлять по данному протоколу следующие действия:
    Старт, передача адреса устройства + W, передача адреса ячейки, ПОВ-Старт, передача адреса устройства + R, считывание ячейки, считывание следующей ячейки,(вот со следующего действия и начинаются проблемы) ПОВ-Старт, передача адреса устройства + W, передача адреса ячейки, запись одного байта, запись второго байта, СТОП … Моделирую в протеусе, нихера не получается, а до этого все нормально … Помогите …

    1. считывание ячейки, считывание следующей ячейки, [??????ACK или NACK??????](вот со следующего действия и начинаются проблемы)Повстарт…

      Должен быть NACK иначе линию не отдаст.

  13. DI HALT, подскажи пожалуйста, а что будет происходить, если в момент передачи информации возникнет не запрещенное прерывание в ведущем передающем МК? и 2-й вопрос если связь будет прост оборвана, сохранятся ли в ведомом приемнике, успевшие прийти до прерывания,байты?

    1. Смотря как реализован мастер. Если аппаратно, то он дошлет текущий байт и выставит нужные уровни сам. Просто передача чуток встрянет на время обработки прерывания. ИИС это же синхронная шина и остановка мастера дает лишь остановку передачи, а не срыв передачи.

  14. DI HALT, помоги разобраться, после каждой операции модулем TWI устанавливает флаг TWINT, дальше необходимо проверить код статуса (размер 1байт), на сколько я понял этот код надо искать в регистре TWSR в пяти битах TWS. Как может хранится код $38 в пяти битах ?

      1. Регистр TWSR состоит из след. битов: 0-1 — это коэф деления предделителя,2 — зарезервирован, 3-7 — биты состояния модуля TWI (5 битов TWS). В TWS должен же хранится код статуса, или нет?

        1. 2 может и зарезервирован, но он все равно читается как 0. Обрати внимание, все коды имеют в младшем разряде 0. Это и есть этот зарезервированый бит.

          Так что просто сдвигаешь вправо на два бита значение TWSR и вот тебе код статуса.

      1. Разве в данном случае не обязательно чтобы Attiny13 поддерживал I2C (TWI), т.к. в даташите нету информации, что они поддерживают TWI.

        Проблема в том что, я думаю что если использовать I2C, то те приборы (датчики и т.п.) которые подключаются к этой шине должны поддерживать I2C.

  15. Если в контроллере чего то нет это всегда можно сделать программно. Хотя I2C Slave программно сделать сложно, но можно. Ну и придется все писать на ассемблере и очень жоско оптимизировать, т.к. памяти там совсем мало. Есть другие 8ми ножки с большим числом памяти (Тини88) с ними будет проще.

      1. Да я прогнал. Я имел ввиду тини25/45/85 (они различаются только числом памяти) У него не совсем полная поддержка TWI, а скорей полуфабрикат — USI, но самую сложную задачу: ловлю стартов/стопов на slave и отлов байтов аппаратно он тебе сделает.

        Самый же дешевый из тинек, пожалуй это Тини2313 но она на 20 ног.

  16. Прочитал на твоём сайте статью про 1 wire протокол. Самая понятная и доходчивая из тех что я знаю. Сегодня хотел поделиться инфой с другом и не смог найти.Третий час рыскаю по сайту. Помоги, подскажи где она?

      1. SDA линия не меняет свой уровень с низкого на высокий а остается постоянной в двух верхних цветных картинках. а это уже не стоповый бит. после стопового бита уровень должен уйти вниз что бы при высоком уровне SCL подняться вверх.

  17. DI HALT большая просьба. Открыть (написать) тему про работу SD карты и МЕГи 32.
    Подключение, обмен, исходный код для обучения (желательно на ассемблере), в общем
    все так, как ты это делаешь доходчиво и со вкусом.

  18. > .. Схема подключения — монтажное И.

    Почему «И» не пойму ? Косяк, это т.н. монтажное «ИЛИ» назвается или «wired OR».
    То бишь А V В в записи или еще есть такое слово — дизъюнкция, или логическое «ИЛИ», иногда включающее «ИЛИ», еще обзывают как логическим сложение, чаще просто «ИЛИ».

    А насчет 100R резюков в сигнальной шине перед слейвом, де-факто прописано в многих апнотах по iic, тот же STM если посмотреть.

    1. Не тупи. Это именно «И» т.к. если один из слейвов дал на шину 0 то по всей шине будет 0.

      В каком апноте по iiс есть резюк перед слейвом? Покажи пример. Ни разу такого не видел.

  19. Здравствуйте!

    Работаю с PIC16Fxxx,I2C программный, работает !!!, как на чтение, так и на запись, с этим порядок.И все,вроде бы просто —

    lab
    call read_rtc ;чтение DS1307.
    call display ;отображение прочитанного (динамическая индикация).
    goto lab

    , но при таком варианте — на дисплее одна динамическая белеберда.
    А вот если читаю RTC один раз, а отображение в цикле, то все нормуль.
    И паузы втыкал после call read_rtc и регистры чистил после call display (нафиг, правда не понятно…). В общем, RTC тикают,правильно тикают,а читать могу ОДИН, блин, раз. Понятное дело, чтение будет по прерыванию, но блин, чего оно не читается в цикле..? Может кто-то сталкивался с такой какой, помогите плиз. (…а инета скока перерыл, ниче подобного не нашел.)

    1. Что это за ад ваще? Это обработчик прерываний? Если да, то какого хрена ты в нем в цикле крутишься? Сами прерывания инициализированы? Вектора прописаны? Если хочешь в лоб, то возьми мой пример и просмотри как он себя ведет.

        1. Вся проблема как раз в том, что програма нормально работает, но в какой-то момент twi перестает выставлять флаг TWINT и все зависает.
          Не понимаю откуда беерться ошибка 0х00 и зачем он придавливает линию в ноль.
          И это не зависит от того есть кто на линии или нет. Все и так и так — одно и тоже… :(

          Раньше такой способ работал :(

          1. Ну не ругайся)))))
            Это не прерывание, это вызов, но не в этом суть))
            С этим все ок))
            Меня волнует почему twi зависает и выдает ошибку 00 когда я передаю бит…
            Причем не всегда. иногда он проходит. вообще я во время этого даже стараюсь не дышать — раз сработает, два сработает, а потом зависнет. иногда сразу. в общем полный рандом :(

            и этот бит TWWC — он чего забыл тут тоже не понятно :(

            1. Я не ругаюсь, а луплю за дурной стиль :) не стоит юзать reti там где неположено :)

              А автомат работает железно. Ты его пнул, он завертелся. По идее он должен отработать и на пустой линии, по крайней мере выдать старт последовательность и получить ответ, что там никого нет. Полковнику никто не пишет и так далее. Попробуй. Бусфейл это серьезная лажа, может конфликт, может емкость или помехи. Прогони на пустой линии без всего вообще. Если нормально будет выходить на старт последовательность, то проблема у тебя не в проге, а в линии. Тут без осцила ты много не наловишь.

              Жтаг вещь хорошая, но он (особенно в авр) кривоват и может косячить.

              Нафаршируй код отладочным выводом состояний автомата в некий буфер в ОЗУ ,а по переполнению выдавай его в уарт. Увидишь полную картину последовательности кодов, после чего ты получаешь фейл.

          2. Эх, да вот как раз на пустой тоже пробовал) только подтяжку отставлял)

            оссцил да, все коплю на него ><

            Хорошо) попробую отладочный вывод сделать :)
            Уф, надеюсь поможет)
            А то чет реально непонятки — раньше работал, а щас через раз))

            Спасибо)) Постараюсь отписаться если будет чего интересного или странного о_О

          3. Your bunny wrote!! Вот это неожиданность :D
            Я забыл проверять готовность после стоповой и стартовой последовательности…

            Вот почему он через раз работал. Когда я пошагово отлаживал — у него хватало времени, когда сразу включал — twi просто не успевал все сделать и захлебывался

            ну кошкин еж, как же я так … :D

          4. ну я в конечном счете заметил, что, мол, как так, вручную крутится, а автоматом — нет? Ну и решил немного смоделировать этот ручной режим программно
            тоесть в лоб — написал цикл тупой задержки и тыкал вызов ее в подозрительные места.
            Потом заметил закономерность и, вычислив стремные места, перечитал по-слогам сначала старт, ну а там и понял что к чему и со стопом разобрался))))

            Чисто случайно, отвлекся может, забыл написать проверку к ним)))

  20. У меня небольшой вопросик, на какой частоте работает первая мега (главная) и на какой скорости передаются посылки по УАРТ… полазив по коду, нашел, что около 25000 скорость, но хотелось бы точно знать. Возможно, это в статье написано, но я что-то не вижу.

      1. и еще небольшой вопросик — у меня стоит не 16 мега, а 32я, в проекте меняю с 16ой на 32ю и компилю, потом в отладчике прохожу пошагово код, но вот в чем проблема дальше строки инициализации периферии не хочет идти, каждый раз начинает сначала… в чем может быть проблема ?

  21. А если мне, к примеру, попалось тупое Slave устройство, которое опускает линию и просто держит? У меня постоянно горит флаг «line busy» и я могу смотреть на него, пока мне не надоест и я не сделаю хард мануал ресет устройства.
    Что может подсказать протокол в таком случае?

  22. Почему все же написано 127 устройств?_)
    вообще можно на шину спокойно повесить сколько угодно устройств, но тока 128 будут с адресами.
    так например если TWI модуль посадить на шину, как мастера, то адреса у нее не будет(ну, если так настроить) и тогда на нее можно вешать 128 слейвов, а всего 129 устройств вполне рабочих получается. ну это чисто пример. Просто не понял почему 127, а не 128

    такие дела.

    Ну, вроде как. Проверить я это не могу)

      1. Ну нет) иметь адрес не обязательно)
        В конце концов не с проста модулю TWI можно выставить бит, который запретит отзываться и вообще реагировать, на адрес, который в него записали)
        Да и по докам написано, что можно 128)

        А что такое broadcast?)

        1. Широковещательный запрос. На который отвечают все кто его слышит. Вроде бы у него адрес все нули. Или наоборот все единицы. А адрес должен быть обязательно. На него слейв отвечает аском. Нет ответа нет работы. Если без него то это уже не ииц, а чтото другое.

          1. У слейва само собой, я об этом и сказал в самом начале, а вот у мастера — вроде как нет(и реально нафиг он ему?))) )

            Но на счет broadcast не понятно… а где ты углядел эту инфу?)
            Я перерыл доки, какие у меня были, по IIC и по модулям, но там ни где об этом не говорится :(

            1. Мастер может быть и слейвом. В ииц вообще анархия на шине. А по поводу бродкастов… Не знаю как насчет оригинальных филипсовских спек на стандарт, они менялись много раз, а вот в железе, бродкаст обычно поддерживается. У авр для него даже свои выделенные состояния автомата есть. Почитай шит на авр.

          2. Может быть) а может и не быть)
            Все зависит от желаний разработчика)
            поэтому можно и без адреса)
            Если точно уверен, что мастер не станет слейвом)

            хм, ну я читал, как раз там говорится про 128 подчиненных устройств)
            Но да, еще там есть» Slave addresses can freely be allocated by the designer, but the address 0000 000 is reserved for a general call.» — реально, штудировал эту главу(TWI) несколько раз и ни когда не замечал… так что ты прав на счет общего вызова. Значит это за его функционирование отвечает бит TWGCE.) тогда понятно)
            Надо будет потестить этот 0000000 на других микрах)
            Вполне вероятно, что это весьма полезной финтифлюшкой окажется о_О

            1. Ну с точки зрения слейва не важно сколько мастеров на шине. Не его это дело. А с точки зрения мастера адрес дает всего 127+1 слейв. Бродкаст может быть полезен для синхры всех устройств шины. Как вариант.

          3. Точно, щас наконец-то нашел этот broadcast в оригинальной спецификации на IIC.
            Реально есть такое)
            ппц)
            Значит реально больше 127 слейвов не повесишь.
            Или 128 вешать, но на всех, кроме одного отключить разрешение на общий вызов)
            Это это муторно как-то)))) так что пусть 127 будет)

            Спасибо)) а то я значит в заблуждении был)

  23. Если отослать ACK то после стопа Master не отпустит линию — такой уж там конечный автомат.

    тут ошибки нет ? разве не мастер управляет линией ? прошу пояснить…, может просто я чего-то недопонял…

    1. Мастер управляет. Но я же имею ввиду железного мастера. Им мы можем управлять только установкой флажков. МЫ не можем заставить его отпустить линию, только дать ему приказ закончить передачу. А по стандарту конец передачи от слейва к мастеру это нак данный мастером. Вот там и зашито так.

  24. Приветствую!

    У статьи явно намечалось продолжение в виде практического примера с AVR. Но я после долгого пролистывания вперед так его и не обнаружил, что довольно таки грустно.

    Если я просмотрел, можешь дать ссылочку? Иначе скажи пожалуйста, будет ли когда-либо продолжение?

  25. Внезапно возник вопросик — про подтягивающие резисторы. Где их лучше ставить, если устройства разнесены? Только в одном месте (например, около одного мастера) или надо у каждого девайса?
    Ещё у Евстифеева написано, что при использовании в качестве ведущих-ведомых МК с нужными ножками без резисторов таки можно обойтись.

    1. ИИЦ работает на дистанциях в десяток сантиметров. В пределах одного устройства, короче. Так что тут пофигу где, можно возле передатчика и приемника поставить по R/2 резистору.

      Евстифеев скорей всего имел ввиду внутренний подтяг порта. Но он слабоват.

      1. 1. Странно, видал примеры, когда устройства были разнесены почти на метр, и в каждом предусмотрен подтяг (для примера, регуляторы квадрокоптера и главная плата). Вот потому и засомневался, в даташитах на линии только два резистора нарисовано.
        Кстати, если максимум 127 девайсов, то сложновато их на 10 см разместить будет, если вдруг понадобится )
        2. Про внутренний подтяг конечно. Сейчас добрался до даташитов, пока подобных примеров не нахожу.

        1. 1. Ну потому и два, т.к. линия длинная. Но вообще ииц заточена для внутриплатной коммуникации.
          2. Можно, но его может не хватить на быстрый подтяг. Если у получившейся линии связи будет большая емкость, то фронты затянет, особенно на больших скоростях.

  26. Отличная статья, даже школьнику понятно будет. Спасибо тебе огромное DI HALT за твою работу в просвещении!

    Был бы сисятой телкой, совокуплялся бы с тобой за каждую статью!

  27. Приветствую всех! Отличный сайт. Большое спасибо автору!! Товарищи, а кто-нить работал с AD7746 преобразует емкость в код) передает это все через I2C?? Являюсь начинающим))) и пока жутко туплю) Поделитесь знаниями)

  28. Здравствуйте, может немного глупый вопрос, хочу прояснить для себя верно ли я понял: если устройство на шине после стартовой последовательности увидело не свой адрес, то оно не обращает внимания на данные, бегающие по шине до тех пор, пока не увидит стоповой последовательности. Это так?

  29. вы пишете что когда Slave не справляется с приемом данных то он просто прижимает SCL
    а как быть когда он прижал и «заснул» ?
    тогда все повиснет и работу уже не возобновить ?
    каков есть выход с данной ситуации ?

      1. понял )))
        2) если мастер посылает 7 битный адрес устройства, но по непонятным причинам слейв не отвечает, но мы точно знаем что он там есть……., это как в фильме ДМБ: видиш суслика….., нет, не вижу…….., и я не вижу, но он то там есть )))….., что надо делать мастеру ? кричать пока его не услишат ?

  30. Если слабая 1 устанавливается вне схемы, а внутри неё значение шины только «прижимается» в 0, то не понимаю, если у меня внутри схемы на VHDL всё описано, то, чтобы она работала, мне надо устанавливать слабую 1 внутри неё. Тогда при синтезе на транзисторах получится лишний устанавливающий слабую 1 кусок схемы?

  31. Здравствуйте,
    помогите советом как найти неисправность. LPC1769 на моей плате должен управлять цифровым потенциометром по этой шине.
    Но что то идет или пошло не так перестала управлятся микросхема MCP4451. Писал изготовителям платы. Посоветовали поменять MCP. Сделал. Результата нет.
    Сейчас пытаюсь поределить проходят ли комманды в момент загрузки.
    Спасибо за ответ.

    1. А вы разберитесь вначале с адресацией их, может они на один адрес сели, а лпц оказалась шустрей и шину перехватывает. Дальше смотрите кто перехватывает управление. Сделать это можно вкорячив небольшое сопротивление в шину (ом на 100 между лпц и мсп) и по разнице напряжений смотреть какая из микросхем шину пользует, передаче это помешать не должно, а на осциллографе будет видно.

      1. Здрастье,
        повесил ардуино прочитать ситуацию. глухо как и предполагалось.
        там вторая шина есть. на ней ардуино быстро и честно показывает что никого нет. что верно.
        а на этой низкий на SCL, и не знаю куды бечь без помощи.

      2. Спс за ответ.
        Там такой плотный монтаж, что всунуть что то нереально.
        Правда выведены пины SCL и SDA. К ним можно подключиться.
        Осцилографа нет.
        Пробник показывает «0» на шине SCL всё время.
        А если я прикручу ардуино прочитать что там записывает контроллер, и попробую с него программировать/регулировать потенциометр?

  32. Спс за ответ.
    Там такой плотный монтаж, что всунуть что то нереально.
    Правда выведены пины SCL и SDA. К ним можно подключиться.
    Осцилографа нет.
    Пробник показывает «0» на шине SCL всё время.
    А если я прикручу ардуино прочитать что там записывает контроллер, и попробую с него программировать/регулировать потенциометр?

Добавить комментарий