I2C Micro Cours

Á transit des donnees dans les deux sens en mˆ me temps. e ´ ´ Horloge et Data melanges ou pas ´ Á 1 mˆ me fil pour les donnees et l’horloge, ou 2 fils, ou pas d’hologe. e ´ Signal differentiel ou pas ´ ´ Á une donnee utilise 2 fils de valeurs opposees ou 1 seul valant 0 ou 1. ` ´ Signal point-a-point ou busse Á 1 seul pilote par fil ou plusieurs pilotes par fil. RS232 I2C full duplex, pas d’horloge et 2 data (3 fils), ´ ` signal non differentiel, signal point a point. ´ ´ half duplex, horloge et data separe (3 fils), ´ ´ signal non differentiel, signal busse.

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Cours MicroContrˆ leur - Protocoles rs232 et I2C - 5 - UPMC/LMD/LI326 o

ˆ ´ RS232 Caracteristiques principalesˆ Ig Ig

w w w w w w w

´ Protocole des annees 60. ` ` ´ Protocole tres simple et tres diffuse. ´ Faible debit 100 kbauds. ´ ´ Pas d’horloge: l’emetteur et le recepteur s’entendent avant. ´ Protocole de demarrage optionnel : CTS, RTS, ... ` Liaison point-a-point, pas de notion d’adresse. ´ ` ´ Trame de donnees de 5 a 8 bits avec parite.

0 1 2 3 4 5 6 7

Start bit

Data : de 5 à 8 bits

Parité Stop 1, 1.5 ou 2 bits

Cours MicroContrˆ leur - Protocoles rs232 et I2C - 6 - UPMC/LMD/LI326 o

ˆ RS232 cablage null-modemˆ Ig Ig

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´ RS232 definit deux types d’interlocuteurs : terminal et modem. ´ Un cablage null-modem definit la communication entre 2 terminals. La liaison minimale utilise 3 fils : TX, RX et GND ´ ` La valeur 0 = Niveau electrique de +8 a +12V ´ ` La valeur 1 = Niveau electrique de -8 a -12V

TX RX GND

3 2 5 numéro des broches DB9

3 2 5

TX RX GND

Cours MicroContrˆ leur - Protocoles rs232 et I2C - 7 - UPMC/LMD/LI326 o

ˆ ´ ´ RS232 synchronisation emetteur/recepteurˆ Ig Ig

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´ ` ´ ´ L’emetteur transmet a une frequence standardisee (1200, 2400, 4800,...) ´ ´ ´ Le recepteur connait cette frequence, et surechantillonne pour ´ ´ ´ ` reperer le start : deux echantillons a 0. ´ ´ Le recepteur a une petite marge d’erreur possible sur la frequence.

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w

horloge d’émission trame rs232 0 1 2 3 4 5 6 7

horloge de réception

Cours MicroContrˆ leur - Protocoles rs232 et I2C - 8 - UPMC/LMD/LI326 o

ˆ ´ RS232 schema interneˆ Ig Ig

´ Emetteur ´ Recepteur ´ ´ ´ ` la trame est generee par un automate qui vide un registre a ´ decalage. ` la trame est lue par un automate qui remplie un registre a ´ decalage.

horloge d’emission start stop 76543210 TX calcul parité RX

horloge de réception start

0 1 2 3 4 5 6 7

détecteur stop 01234567 calcul parité ok/ko

Cours MicroContrˆ leur - Protocoles rs232 et I2C - 9 - UPMC/LMD/LI326 o

ˆ caracteristiques principalesˆ ´ I2C Ig Ig

w w w w

I2C = IIC = Inter Integrated Circuit ´ ´ Protocole defini dans les annees 80 par Philips. ` ´ Protocole simple et tres diffuse. ` ´ Jusqu’a 128 abonnes (version de base) communiquent sur 3 fils : ´ ´ SCL (horloge) , SDA (data) , GND (tension de reference). ´ Abonnes Plug and Play acceptant le Hot Plug. ´ Bus multi-maitres, tout abonne peut devenir maˆ du bus. ıtre ´ ´ Arbitrage decentralise. ´ ` debit de 100 Kbauds a 3.4 Mbauds. ´ ´ Adaptation du debit en fonction de l’abonne. ´ Permet la communication entre differentes technologies (5V et 3.3V).

w w w w w w

Cours MicroContrˆ leur - Protocoles rs232 et I2C - 10 - UPMC/LMD/LI326 o

ˆ glossaireˆ I2C Ig Ig

´ ´ ´ abonne. . . . .tout element connecte sur le bus. ´ ´ ´ emetteur . . . tout abonne qui envoie des donnees sur SDA. ´ ´ ´ recepteur . . tout abonne qui recoit des donnees de SDA. ¸ ´ ´ ´ maˆ . . . . . . tout abonne qui demarre et termine un echange. ıtre

Le maˆ place l’horloge sur SCL. ıtre

´ ´ esclave . . . . . tout abonne adresse par un maˆ ıtre.

` ´ Un esclave a la possibilite d’arrˆ ter l’horloge du maitre. e

´ ´ ` adresse. . . . .numero attribue a un esclave.

Sur le bus tous les esclaves ont une adresse unique.

´ echange . . . diablogue entre un maitre et un esclave.

´ Il commence par une adresse emise par le maitre, suivie d’une ou ´ ´ peut chainer plusieurs echanges d’affile. ´ ´ plusieurs donnees emises par le maitre ou l’esclave. Un maitre

´ ` ´ arbitrage . . . resolution du conflit d’un acces simultanne par 2 maitres.

Cours MicroContrˆ leur - Protocoles rs232 et I2C - 11 - UPMC/LMD/LI326 o

ˆ cablageˆ I2C Ig Ig

w w

` Les lignes SCL et SDA sont a VDD si personne ne parle. ´ Pour mettre 1 sur SCL ou SDA, un abonne programme le port en ´ ´ ` entree, la resitance Rp se charge de tirer la ligne a 1 ´ ´ Pour mettre 0 sur SCL ou SDA, un abonne doit ecrire un 0, ` ` c.-a-d. relier la ligne a la masse. ´ Il ne peut jamais y avoir de conflit electrique (court-circuit VDD-GND).

VDD Rp SDA SCL GND

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

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Rp

abonné n°1

abonné n°2

abonné n°x

Cours MicroContrˆ leur - Protocoles rs232 et I2C - 12 - UPMC/LMD/LI326 o

ˆ caracteristiques electriquesˆ ´ ´ I2C Ig Ig

VDD Rp SDA SCL GND

¨ © ¨ © ¨ ©

Rp

SCL out SCL in

¦ ¦ § ¦ § ¦ § § ¦ §

SCL out

0 ouvert 1 fermé

¦ ¢ £ ¢ £ §

SCL in

¢ £

0 ouvert 1 fermé

¢ £

SDA out SDA in

¤ ¥

SDA out

0 ouvert 1 fermé

¤ ¥

SDA in

¡

0 ouvert 1 fermé

¡

abonné n°1

abonné n°2

Cours MicroContrˆ leur - Protocoles rs232 et I2C - 13 - UPMC/LMD/LI326 o

¤

¥

¤

¥

¡

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ˆ etats des lines SDA et SCLˆ I2C ´ Ig Ig

bit data bit data bit data

CAS NORMAL SI SDA stable pendant tout le pulse de SCL

SDA stable SCL SCL

supérieur à pulse SCL à 1

SCL

CHANGEMENT DE MAITRES SI SCL reste à 1 plus d’un pulse haut de SCL

START FREE time

SDA

SDA

SDA

¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡

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