Sistema de Adquisición de Datos

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE CHIHUAUA

Sistema de Adquisición de Datos

〖Protocolos de Comunicación I〗^2 C y SPI

Profesor: Doc. José Rivera Mejía

Ricardo Hernández Zubia 10060204

Marzo de 2013

Contenido

Objetivo 2

Introducción 2

I. Protocolo I2C(Inter-Integrated Circuit). 2

a) Investigue el funcionamiento del protocolo de comunicación I2C. 2

b) Investigue los periféricos disponibles con comunicación I2C. 5

 El reloj en tiempo real DS1307 de DALLAS 6

 El Termómetro y termostato DS1621 de DALLAS. 7

c) Proponga una arquitectura de un sistema de adquisición de datos con este protocolo de investigación. 8

II. Protocolo SPI (Serial Peripheral Interface Bus). 9

a) Investigue el funcionamiento del protocolo de comunicación SPI. 9

Especificaciones del Bus 9

Modos del Reloj 10

Ventajas 12

Desventajas 12

b) Investigue los periféricos disponibles con comunicación SPI 13

c) Proponga una arquitectura de un sistema de adquisición de datos con este protocolo de investigación. 14

Conclusiones 15

Referencias 15

Objetivo

Comprender los protocolos de comunicación I^2 C y SPI, y los periféricos disponibles como memorias y convertidores analógicos a digitales.

Introducción

Se pretende comprender los protocolos especificados, sus principios de comunicación así como los diferentes aparatos que cuentas con estos protocolos, además de adentrarse en las diferentes comunicaciones más utilizadas.

Protocolo I^2 C(Inter-Integrated Circuit).

Investigue el funcionamiento del protocolo de comunicación I^2 C.

El bus I2C, es un protocolo de comunicación serie. Su estructura de conexión es muy simple ya que con tan solo dos cables podemos conectar multitud de sensores, controladores o actuadores (en función de la red que queramos construir) hasta llegar al límite de 400pF.

El bus tiene las siguientes características:

Requiere dos líneas de comunicación, por un lado SDA (Signal Data) y por otro lado SCL (Signal Clock). Las dos líneas son bidireccionales.

Ambas líneas de comunicación deben tener conectadas una resistencia pull-up de 10KΩ. Éstas se conectan para provocar que en el momento que no exista comunicación alguna entre los dispositivos que conformen la red, las líneas se encuentren a nivel alto (5V).

Ambas líneas de comunicación son las que transportan la información a los dispositivos que conforman la red, estos datos están formados por palabras de 8 bits.

El protocolo de comunicación es Master‐Slave.

Está permitida la conexión de varios masters.

Todos los dispositivos conectados pueden ser Master o Slave.

Cada uno de los dispositivos conectados disponen de un código propio para ser reconocido por el resto de dispositivos, por lo que en el momento de iniciar la comunicación, el dispositivo que quiera comunicarse con otro, deberá hacerlo mediante la dirección del dispositivo destinatario.

Los dispositivos de un bus I2C tienen una dirección única para cada uno, y pueden clasificarse como maestros o como esclavos.

El maestro es el que inicia la trasferencia de datos y genera la señal de reloj.

El esclavo espera a que un maestro e comunique con él para generar la trasferencia.

El bus I2C es multimaestro, lo que quiere decir que puede haber más de un maestro conectado y controlando el bus.

Existen mecanismos para evitar que dos maestros comiencen una trasferencia de información al mismo tiempo.

La transmisión bidireccional serie se puede realizar a dos velocidades, el modo más común de funcionamiento es el estándar de 100kbit/s. Esta velocidad también puede llegar a 400Kbit/s en modo rápido o 3.4Mbit/s para aplicaciones industriales.

Una vez montada la red tendrá una apariencia como la de la figura 1. En esta imagen podemos observar ambas resistencias de pull‐up en las dos líneas de comunicación y la conexión de los diversos dispositivos.

Figura 1

Esquema de comunicación I^2 C.

Dicha figura, muestra un momento dónde el µC de la derecha está funcionando como Master, es decir, estaría enviando un mensaje a uno de los otros dispositivos. El Master, tal y como se ha comentado anteriormente, es el dispositivo emisor, es decir, es el que decide a “quien” y el “que” enviará. Cuando el Master inicia la transferencia de información hacia el Slave, genera la señal de Clock, es decir, enviaremos la información y unos µs después generamos la señal de Clock (SCL).

El protocolo se puede estudiar por medio de bloques funcionales:

Condición de arranque

Condición de arranque (Start Condition).

Condición de parada (Stop Condition).

Condición de re-arranque (Restart Condition).

Trasmisión de datos (Data Transfer).

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