Usb to i2c. USB в I2C преобразователь: особенности, применение и программирование

Что такое преобразователь USB в I2C. Как использовать USB-I2C адаптер для подключения устройств. Какие функции имеет USB-I2C конвертер. Как программировать устройства через USB-I2C интерфейс.

Что такое USB-I2C преобразователь и зачем он нужен

USB-I2C преобразователь (или конвертер) — это устройство, позволяющее подключать I2C-совместимые устройства и микросхемы к компьютеру через USB-порт. Такой адаптер обеспечивает двунаправленную связь между ПК и различными датчиками, микроконтроллерами, EEPROM и другими устройствами с интерфейсом I2C.

Основные преимущества использования USB-I2C преобразователя:

• Простое подключение I2C-устройств к компьютеру через стандартный USB-порт
• Не требуется дополнительный источник питания — питание осуществляется от USB
• Поддержка высоких скоростей обмена данными (до 400 кГц)
• Возможность программирования и отладки I2C-устройств
• Компактные размеры и простота использования

Принцип работы USB-I2C преобразователя

Преобразователь USB-I2C состоит из двух основных частей:

1. USB-контроллер (обычно на основе чипа FTDI) для связи с компьютером
2. Микроконтроллер, реализующий протокол I2C и управляющий обменом данными

Когда преобразователь подключается к USB-порту компьютера, он определяется как виртуальный COM-порт. Это позволяет взаимодействовать с ним с помощью стандартных средств работы с последовательными портами.

Для обмена данными с I2C-устройствами используются всего две сигнальные линии:

• SCL — тактовый сигнал
• SDA — линия данных

Преобразователь выступает в роли ведущего (мастера) на шине I2C, управляя обменом данными с подключенными устройствами.

Подключение и настройка USB-I2C преобразователя

Для работы с USB-I2C преобразователем необходимо выполнить следующие шаги:

1. Установить драйверы виртуального COM-порта (обычно от FTDI)
2. Подключить преобразователь к свободному USB-порту компьютера
3. Определить номер виртуального COM-порта в диспетчере устройств Windows
4. Настроить параметры порта: скорость 19200 бод, 8 бит данных, без контроля четности, 2 стоповых бита
5. Подключить I2C-устройство к выводам SCL и SDA преобразователя

После этого можно приступать к обмену данными с подключенным I2C-устройством с помощью специального программного обеспечения.

Основные команды для работы с USB-I2C преобразователем

Для взаимодействия с I2C-устройствами через USB-преобразователь используется набор специальных команд:

• I2C_SGL — чтение/запись одного байта для устройств без внутренней адресации
• I2C_MUL — чтение нескольких байт без установки нового адреса
• I2C_AD1 — чтение/запись для устройств с 1-байтовой внутренней адресацией
• I2C_AD2 — чтение/запись для устройств с 2-байтовой внутренней адресацией
• I2C_USB — команды для настройки самого USB-преобразователя

Эти команды позволяют гибко управлять обменом данными с различными типами I2C-устройств.

Программирование I2C EEPROM через USB-преобразователь

Одно из популярных применений USB-I2C преобразователя — программирование микросхем памяти EEPROM с интерфейсом I2C. Для этого можно использовать специальное программное обеспечение, например, I2C Programmer.

Основные возможности программатора I2C EEPROM через USB:

• Чтение и запись содержимого EEPROM
• Поддержка различных типов микросхем (24Cxx, SDA25xx, PCF85xx и др.)
• Работа с HEX-файлами прошивок
• Высокая скорость программирования за счет аппаратной реализации I2C
• Удобный графический интерфейс

Для программирования EEPROM достаточно подключить микросхему к преобразователю, выбрать ее тип в программе и загрузить нужную прошивку.

Применение USB-I2C преобразователя для работы с датчиками

USB-I2C преобразователь позволяет легко подключать к компьютеру различные датчики с интерфейсом I2C:

• Датчики температуры и влажности
• Акселерометры и гироскопы
• Датчики давления
• Датчики освещенности
• Магнитометры

Это дает возможность создавать измерительные системы, собирать и анализировать данные с датчиков непосредственно на компьютере. Для работы с конкретными датчиками обычно используются специализированные библиотеки или драйверы.

Преимущества USB-I2C преобразователя перед другими интерфейсами

По сравнению с другими способами подключения I2C-устройств к компьютеру, USB-I2C преобразователь имеет ряд достоинств:

• Не требует наличия специализированных портов на компьютере (в отличие от LPT или COM)
• Обеспечивает более высокую скорость обмена данными, чем программная эмуляция I2C
• Проще в использовании, чем платы расширения PCI/PCIe
• Позволяет подключать устройства «на горячую», без перезагрузки компьютера
• Совместим с большинством современных операционных систем

Это делает USB-I2C преобразователь удобным и универсальным решением для работы с I2C-устройствами.

Заключение

USB-I2C преобразователь представляет собой простой и эффективный способ подключения различных устройств с интерфейсом I2C к компьютеру. Он находит широкое применение в разработке электронных устройств, программировании микроконтроллеров, работе с датчиками и создании измерительных систем.

Благодаря своей универсальности и удобству использования, USB-I2C преобразователь стал незаменимым инструментом для инженеров, разработчиков и любителей электроники. Он позволяет существенно упростить процесс отладки и тестирования I2C-устройств, а также создавать на их основе различные проекты.

I2CMini — это крошечный переходник USB-I2C для вашего ПК или SBC (краудфандинг)

В прошлом году мы писали о SPIDriver от Excamera Labs для управления и мониторинга устройств SPI с вашего компьютера, но в этом году компания выпустила еще один аналогичный продукт для I2C: I2CDriver.

Оба средства отладки показывают сигналы и информацию на небольшом дисплее, но если все, что вы хотите сделать, это управлять устройствами I2C с вашего компьютера или SBC, Excamera Labs теперь представила крошечную плату-переходник i2cmini USB к I2C.

Основные характеристики и спецификации I2CMini:

• Быстрая передача — устойчивые передачи I²C на частотах 400 и 100 кГц
• I²C pullup — программируемые резисторы I²C, с автоматической настройкой
• Двойные порты I²C — замкнутый 0,1″ разъем, а также стандартный разъем Qwiic
• Джамперы — цветовая маркировка перемычки Sparkfun Qwiic для мгновенного подключения
• Выход 3,3 В: уровни выходного сигнала 3,3 В, все допускают 5 В
• Поддерживает все функции I²C — 7- и 10-битная адресация I²C, растяжение тактов, арбитраж шины
• Основные чипы — последовательный USB-адаптер FTDI и контроллер EFM8 автомобильного класса от Silicon Labs
• Хост интерфейс — 1х разъем micro USB 2.0
• Максимальный выходной ток — 270 мА
• Ток устройства — до 25 мА
• Размеры — 61 х 49 х 6 мм

I2Cmini совместим с платой I2Cdriver и, таким образом, может сообщать о времени безотказной работы, температуре и выполнять CRC всего трафика. На Github вы найдете GUI и инструменты командной строки, написанные на C / C ++ и Python 2/3, совместимые с Windows, Mac и Linux. I2Cmini также будет аппаратным обеспечением с открытым исходным кодом, но файлы дизайна аппаратного обеспечения еще не выпущены.

Разработчик объясняет, что I2CMini особенно хорошо подходит для таких приложений, как IoT и дроны, поскольку он отделяет SBC от шины I2C.

I2CMini только что запустил Crowd Supply с символическим целевым сбором в размере 1 $. Награды начинаются с 17 долларов за плату с кабелем Qwicc и доходят до 63 долларов за I2CMini Gold (на фото выше), которая включает в себя три платы I2Cmini, различные датчики и модули, пульты дистанционного управления, а также четыре печатные платы красного цвета для модулей. Доставка в США бесплатна, а в остальной мир — 12 долларов. Сторонники могут ожидать, что устройства будут отправлены в конце января, если все пойдет по планам.

Выражаем свою благодарность источнику из которого взята и переведена статья, сайту cnx-software.com.

Оригинал статьи вы можете прочитать здесь.

USART, UART, RS232, USB, SPI, I2C, TTL и т. Д. Что все это и как они связаны друг с другом?

Серийный — это общее слово для всего, что называется «мультиплексирование с временным разделением», чтобы использовать дорогой термин. Это означает, что данные отправляются с течением времени, чаще всего один бит за другим. Все протоколы, которые вы называете, являются последовательными протоколами.

УАППдля универсального асинхронного приемника-передатчика является одним из наиболее часто используемых последовательных протоколов. Это почти так же старо, как и я, и очень просто. Большинство контроллеров имеют аппаратный UART на борту. Он использует одну линию данных для передачи и одну для приема данных. Чаще всего 8-битные данные передаются следующим образом: 1 стартовый бит (низкий уровень), 8 бит данных и 1 стоповый бит (высокий уровень). Стартовый бит низкого уровня и стоп-бит высокого уровня означают, что всегда есть переход с высокого уровня на низкий, чтобы начать связь. Вот что описывает UART. Нет уровня напряжения, так что вы можете иметь его на уровне 3,3 В или 5 В, в зависимости от того, какой микроконтроллер использует. Обратите внимание, что микроконтроллеры, которые хотят обмениваться данными через UART, должны согласовать скорость передачи, скорость передачи в битах, поскольку у них есть только начальные биты, которые имеют край синхронизации для синхронизации. Это называется асинхронной связью.

Для связи на большие расстояния (это не должно быть сотни метров) 5 В UART не очень надежен, поэтому он преобразуется в более высокое напряжение, обычно +12 В для «0» и -12 В для «» 1″ . Формат данных остается прежним. Тогда у вас есть RS-232 (который вы на самом деле должны называть EIA-232, но никто не делает.)

Временная зависимость является одним из больших недостатков UART, а решение — USART для универсального синхронного / асинхронного приемопередатчика. Это может сделать UART, но также синхронный протокол. В синхронном режиме передаются не только данные, но и часы. С каждым битом тактовый импульс сообщает приемнику, что он должен зафиксировать этот бит. Синхронным протоколам либо требуется более высокая пропускная способность, как в случае манчестерского кодирования, либо дополнительный провод для тактовых импульсов, такой как SPI и I2C.

SPI (Serial Peripheral Interface) — еще один очень простой последовательный протокол. Ведущий посылает тактовый сигнал, и при каждом тактовом импульсе он сдвигает один бит на подчиненный и один бит на вход от подчиненного. Поэтому имена сигналов SCK для часов, MOSI для Master Out Slave In и MISO для Master In Slave Out. Используя сигналы SS (Slave Select), ведущий может управлять более чем одним ведомым на шине. Существует два способа подключения нескольких ведомых устройств к одному ведущему устройству, один из которых упоминался выше, т. Е. Использование ведомого выбора, а другой — последовательное соединение, при этом используется меньше аппаратных выводов (линий выбора), но программное обеспечение усложняется.

I2C(Inter-Integrated Circuit, произносится «I в квадрате C») также является синхронным протоколом, и мы впервые видим, что в нем есть некоторый «интеллект»; другие тупо сдвинули биты внутрь и наружу, вот и все. I2C использует только 2 провода, один для часов (SCL) и один для данных (SDA). Это означает, что ведущий и ведомый отправляют данные по одному и тому же проводу, снова контролируемому ведущим, который создает тактовый сигнал. I2C не использует отдельные ведомые устройства для выбора конкретного устройства, но имеет адресацию. Первый байт, отправленный мастером, содержит 7-битный адрес (так что вы можете использовать 127 устройств на шине) и бит чтения / записи, указывающий, будут ли следующие байты также поступать от мастера или должны поступить от раб. После каждого байта получатель должен отправить «0» для подтверждения приема байта, который мастер фиксирует с 9-м тактовым импульсом. Если мастер хочет записать байт, тот же процесс повторяется: мастер помещает бит за битом в шину и каждый раз выдает тактовый импульс, сигнализирующий, что данные готовы для чтения. Если мастер хочет получить данные, он генерирует только тактовые импульсы. Подчиненное устройство должно позаботиться о том, чтобы следующий бит был готов после подачи тактового импульса. Этот протокол запатентован NXP (ранее Phillips), чтобы сэкономить на стоимости лицензирования, Atmel использует слово TWI (двухпроводный интерфейс), которое точно такое же, как I2C, поэтому любое устройство AVR не будет иметь I2C, но будет иметь TWI. Если мастер хочет получить данные, он генерирует только тактовые импульсы. Подчиненное устройство должно позаботиться о том, чтобы следующий бит был готов после подачи тактового импульса. Этот протокол запатентован NXP (ранее Phillips), чтобы сэкономить на стоимости лицензирования, Atmel использует слово TWI (двухпроводный интерфейс), которое точно такое же, как I2C, поэтому любое устройство AVR не будет иметь I2C, но будет иметь TWI. Если мастер хочет получить данные, он генерирует только тактовые импульсы. Подчиненное устройство должно позаботиться о том, чтобы следующий бит был готов после подачи тактового импульса. Этот протокол запатентован NXP (ранее Phillips), чтобы сэкономить на стоимости лицензирования, Atmel использует слово TWI (двухпроводный интерфейс), которое точно такое же, как I2C, поэтому любое устройство AVR не будет иметь I2C, но будет иметь TWI.

Два или более сигналов на одном и том же проводе могут вызвать конфликты, и у вас возникнет проблема, если одно устройство отправит «1», а другое — «0». Поэтому шина подключена ИЛИ: два резистора поднимают шину на высокий уровень, а устройства посылают только низкие уровни. Если они хотят послать высокий уровень, они просто выпускают автобус.

TTL (Transistor Transistor Logic) не является протоколом. Это более старая технология для цифровой логики, но название часто используется для обозначения напряжения питания 5 В, часто неправильно ссылаясь на то, что следует называть UART.

О каждом из них можно написать книгу, и, похоже, я уже в пути. Это просто очень краткий обзор, дайте нам знать, если некоторые вещи требуют уточнения.

101 применение шлюза UART-to-I2C/SPI/1W (RH-0004). Часть 1. USB программатор микросхем EPROM с интерфейсом I2C

Сегодня я расскажу как превратить UART-to-I2C/SPI/1W шлюз в USB-программатор микросхем памяти с интерфейсом I2C (EPROM-ки серий 24Сxx, SDA25xx, PCF85xx и им подобные). Такой программатор выгодно отличается от разных клонов JDM скоростью работы, поскольку протокол I2C реализует не компьютер, побитно надёргивая нужные сигналы, а сам шлюз.

Итак, сделать из шлюза программатор I2C очень и очень просто. Достаточно соединить вместе шлюз и конвертер USB-to-UART. В принципе, конвертер можно взять любой, поскольку шлюзу для работы не нужно никаких линий управления (RTS/CTS, DSR/DTR, которые через USB-to-COM управляются очень медленно), нестандартных скоростей или размеров пакета. Из сигнальных линий UART ему нужны только Rx и Tx. Параметры настройки UART тоже вполне обычные: скорость 115200, 8 бит данных, 2 стоповых бита. Всё это умеет делать любой китайский USB-to-UART, однако лучше всего взять не китайский, а вот такой (с нашего сайта).

Приятным бонусом последнего конвертера является то, что его разъём UART — это ответная часть разъёма UART шлюза, поэтому для их соединения вам не придётся ничего дополнительно изобретать. Именно этот вариант показан на фотографии справа. Кроме того, наш конвертер позволяет не только организовать обмен данными между шлюзом и компьютером, но и запитать шлюз (причём любым напряжением: +3,3В или +5В, оба они присутствуют на разъёме конвертера как раз в нужных местах).

Собственно говоря, э… с аппаратной частью всё! Соединив вместе USB-to-UART и UART-to-I2C/SPI/1W мы получили желанный USB-программатор микросхем I2C. Далее поговорим о программной части.

Для работы нам понадобится специальный софт.

Во-первых, нужно установить на компьютер драйвера для USB-to-COM преобразователя. Преобразователь, предлагаемый на сайте, сделан на базе чипа cp2102 фирмы silabs, дрова для него (VCP Drivers) можно скачать на их официальном сайте, вот по этой ссылке.

Во-вторых, для работы с программатором через виртуальный com-порт (который у вас появится после установки драйверов на USB-to-UART конвертер) была написана специальная программа. (Список версий и ссылки для скачивания смотрите в конце статьи).

Главное окно программы показано на картинке слева. Тут всё интуитивно понятно, — выбираем com-порт, выбираем чип, подключаемся и можем этот чип читать/писать. Чтобы было удобнее, в правом верхнем углу программы отображается схема подключения шлюза к выбранному чипу (к каким ногам что подключать).

Если нужного чипа нет в списке — можно написать на форум или в личку админу (rhf-admin) письмо с указанием того, какой чип вы хотели бы добавить. Если интересно — можете попробовать добавить нужный чип сами, все версии программы выложены с исходниками, программа написана в C++ Builder.

Протокол I2C подробно описан вот здесь.

Список функций и регистров шлюза можно посмотреть здесь.

Небольшое видео, демонстрирующее работу программатора.

1. Часть 1. USB программатор микросхем EPROM с интерфейсом I2C
2. Часть 2. USB программатор микросхем EPROM с интерфейсом SPI
3. Часть 3. USB-термометр на DS18B20 с передачей данных по сети
4. Часть 4. USB программатор микросхем EPROM DS2430
5. Часть 5. USB программатор микросхем EPROM DS24B33
6. Часть 6. Подключение 3-осевого гироскопа/акселерометра MPU6050 к компьютеру
7. Часть 7. USB-программатор микросхем EPROM DS2431
8. Часть 8. USB программатор микросхем с интерфейсом 1-Wire
9. Часть 9. USB программатор SPI-flash серии W25Qxx
10. Часть 10. USB программатор для микроконтроллеров AVR (последовательное программирование через SPI)

USB-I2C

USB-I2C — модуль связи USB-I2C
Технические характеристики

Модуль USB-I2C обеспечивает полный интерфейс между вашим ПК и шиной I2C. Модуль с автономным питанием от USB-кабеля и может подавать до 70 мА при 5 В для внешних цепей от стандартный порт USB 100 мА. Модуль является только ведущим устройством I2C, а не ведомым устройством.

Первый шаг — получить драйверы
Модуль USB-I2C использует FTDI Чип FT232R USB для обработки всех протоколов USB.Документация предоставлена ​​FTDI очень полный, и здесь не дублируется. Перед использованием USB-I2C вам необходимо установите драйверы виртуального COM-порта (VCP) FTDI. Эти драйверы кажутся система в качестве дополнительного Com-порта (в дополнение к существующим аппаратным Com-портам). Прикладное программное обеспечение обращается к USB-устройству таким же образом, как и к стандартный Windows Com Port с использованием вызовов Windows VCOMM API или с помощью Com Библиотека порта. Доступны драйверы для Windows, Apple, Linux и Открывайте системы BSD прямо из FTDI Веб-сайт.Вы должны получить и установить драйверы сейчас, прежде чем подключать USB-I2C. к вашему компьютеру. Страница драйверов находится здесь.

Какой COM-порт?
После установки драйверов и подключения модуля USB-I2C к свободному USB порт, вы захотите узнать, какому COM-порту он был назначен. Это будет варьироваться от системы к системе в зависимости от того, сколько COM-портов у вас в настоящее время установлены. Чтобы узнать, где он находится, щелкните правой кнопкой мыши «Мой компьютер». на рабочем столе и выберите вкладку «Диспетчер устройств».Теперь прокрутите вниз и откройте вкладку «Порты (COM и LPT)». Вы должны увидеть USB-порт. порт в списке — COM2 в примере ниже. Если вы хотите изменить COM-порт номер — просто щелкните его правой кнопкой мыши, выберите свойства, выберите расширенный и выберите номер COM-порта из доступного списка. COM-порт должен быть настроен на скорость 19200 бод, 8 бит данных, без контроля четности и две остановки. биты.

Подключения

На схеме ниже показаны соединения I2C.

0v Gnd
Контакт 0v Gnd должен быть подключен к 0v (земле) на вашем устройстве I2C.

Вход 1
Контакт Вход 1 на самом деле является линией сброса процессора и используется в нашем мастерская по программированию процессора после окончательной сборки. Функция сброса имеет был отключен в программном обеспечении, поэтому этот контакт можно использовать как входной. Оно имеет Подтягивающий резистор 47 кОм на печатной плате, поэтому, если вход не требуется, вы можете просто игнорируй это.

SCL и SDA
Эти контакты используются для подключения шины I2C.Их следует подключать напрямую к Контакты SCL и SDA на вашем устройстве I2C. Модуль USB-I2C всегда является мастером шины, и оснащен подтягивающими резисторами 4,7 кОм на печатной плате.

+ 5В
Питание + 5В от модуля USB-I2C может подавать до 70 мА на внешний устройств. Если вашему устройству I2C требуется больше, или он имеет собственный источник питания, тогда оставьте контакт + 5V неподключенным. Не подключайте к этому контакту собственное питание 5 В.

Команды

Модуль USB-I2C отвечает всем требованиям шины I2C например, последовательность запуска / перезапуска / останова и обрабатывает циклы подтверждения. Ты нужно только предоставить строку байтов, чтобы сообщить модулю, что делать. Это Команда байт, устройства I2C Адрес , 0,1 или 2 байта для устройств Внутренний Адрес регистра , 0 или 1 байт Счетчик байтов данных , за которым следует запись, с байтами данных .В простейшей форме это всего 2 байта — 0x53, 0x41, который считывает входы на расширителе ввода / вывода PCF8574 и возвращает 1 байт, как подробно описано ниже.

Запись одного байта в устройства I2C без внутренней адресации регистры
К ним относятся такие устройства, как расширитель ввода-вывода Philips PCF8574. После I2C_SGL вы отправляете устройствам адрес I2C и байт данных.

Эта 3-байтовая последовательность устанавливает все биты расширителя ввода / вывода PCF8574 чип низкий.Все 3 байта должны быть отправлены на USB-I2C в одной последовательности. Разрыв приведет к USB-I2C перезапускает свой внутренний цикл синхронизации команд и игнорирует сообщение. После получения всех байтов USB-I2C выполняет запись IC2. выполняет операцию на PCF8574 и отправляет один байт обратно на ПК. Это вернулось байт будет 0x00 (ноль), если команда записи завершилась неудачно, и ненулевым, если запись удалось. ПК должен дождаться возврата этого байта (тайм-аут после 500 мс), прежде чем перейти к следующей транзакции.

Чтение одного байта с устройств I2C без регистров с внутренней адресацией
Это похоже на запись, за исключением того, что вы должны добавить 1 к адресу устройства чтобы получилось нечетное число. Чтобы читать с PCF8574 по адресу 0x40, вы должны использовать 0x41 в качестве адреса. (Когда адрес выходит на шину I2C, это 1 в младшая позиция бита, указывающая на то, что происходит цикл чтения). Вот пример чтения входов на расширителе ввода / вывода PCF8574:

Модуль USB-I2C выполнит операцию чтения на шине I2C и отправит один байт (входы PCF8574) обратно в ПК.ПК должен дождаться байт в быть возвращенным (тайм-аут через 500 мс) перед переходом к следующему сделка.

Чтение нескольких байтов с устройств I2C без установки нового адрес
Используется для устройств, у которых нет адреса внутреннего регистра, но возвращает несколько байтов. Примеры таких устройств: Honeywell ASDX DO. серийные датчики давления. Эту команду также можно использовать для устройств, которые иметь внутренний адрес, который автоматически увеличивается между чтениями и не нужно устанавливать каждый раз, например, eeproms.В этом случае вы должны использовать команда I2C_AD1 или I2C_AD2 для первого чтения, затем I2C_MUL для последующего читает. Вот пример чтения двухбайтового давления с датчика Honeywell.

USB-I2C выполнит операцию чтения на шине I2C и отправит два байта обратно в ПК — сначала старший байт в этом примере для датчика ASDX.ПК должен дождаться, пока оба байта быть возвращенным (тайм-аут через 500 мс) перед переходом к следующему сделка.

Запись в устройства I2C с 1-байтовым внутренним адресом регистр
Сюда входят почти все устройства I2C. Следуя команде I2C_AD1, вы отправляете устройство Адрес I2C, затем внутренний регистр устройства адрес, на который вы хотите писать, и количество записываемых байтов. В максимальное количество байтов данных не должно превышать 64, чтобы не переполнить внутренний буфер USB-I2C.

Эта 5-байтовая последовательность запускает SRF08 с диапазоном адреса 0xE0.Все 5 байтов должны быть отправлены на USB-I2C в одной последовательности. Разрыв приведет к USB-I2C перезапускает свой внутренний цикл синхронизации команд и игнорирует сообщение. После получения всех байтов USB-I2C выполняет запись IC2. передается на SRF08 и отправляет один байт обратно на ПК. Это вернулось байт будет 0x00 (ноль), если команда записи завершилась неудачно, и ненулевым, если запись удалось. ПК должен дождаться возврата этого байта (тайм-аут после 500 мс), прежде чем перейти к следующей транзакции.
Вот еще один пример записи — на этот раз 8-байтовая последовательность для инициализации Драйвер мотора MD22:

Снова USB-I2C ответит ненулевым, если запись прошла успешно. и ноль, если это не удалось.Ошибка означает, что подтверждение от Устройство I2C.

Чтение с устройств I2C с 1-байтовым внутренним адресом регистр
Это похоже на запись, за исключением того, что вы должны добавить 1 к адресу устройства чтобы получилось нечетное число. Чтобы читать из SRF08 по адресу 0xE0, вы должны использовать 0xE1 в качестве адреса. (Когда адрес выходит на шину I2C, это 1 в младшая позиция бита, указывающая на то, что происходит цикл чтения). Максимум количество запрашиваемых байтов данных не должно превышать 60, чтобы не переполнить внутренний буфер USB-I2C.Вот пример чтения двухбайтового пеленга из модуля компаса CMPS03:

USB-I2C выполнит операцию чтения на шине I2C и отправит два байта обратно на ПК — сначала старший байт. ПК должен дождаться, пока оба байта быть возвращенным (тайм-аут через 500 мс) перед переходом к следующему сделка.

Запись в устройства I2C с 2-байтовым внутренним адресом регистр
Это в первую очередь для eeprom от 24LC32 (4k x 8) до 24LC1024 (2 * 64k x 8). После I2C_AD2 вы отправляете устройство Адрес I2C, затем внутренний регистр устройства адрес (2 байта, сначала старший байт для eeprom), а затем количество байтов, которые вы пишете. В максимальное количество байтов данных не должно превышать 64, чтобы не переполнить внутренний буфер USB-I2C.

Эта 69-байтовая последовательность записывает последние 64 байта по адресу 0x0000. в eeprom.Все 69 байтов должны быть отправлены на USB-I2C в одной последовательности. Разрыв приведет к USB-I2C перезапускает свой внутренний цикл синхронизации команд и игнорирует сообщение. После получения всех байтов USB-I2C выполняет запись IC2. выводит операцию на eeprom и отправляет один байт обратно на ПК. Это вернулось байт будет 0x00 (ноль), если команда записи завершилась неудачно, и ненулевым, если запись удалось. ПК должен дождаться возврата этого байта (тайм-аут после 500 мс), прежде чем перейти к следующей транзакции.

Чтение с устройств I2C с 2-байтовым внутренним адресом регистр
Это похоже на запись, за исключением того, что вы должны добавить 1 к адресу устройства чтобы получилось нечетное число. Чтобы читать с eeprom по адресу 0xA0, вы должны использовать 0xA1 в качестве адреса. (Когда адрес выходит на шину I2C, это 1 в младшая позиция бита, указывающая на то, что происходит цикл чтения). Максимум количество запрашиваемых байтов данных не должно превышать 64, чтобы не переполнить внутренний буфер USB-I2C.Вот пример чтения 64 (0x40) байтов с внутреннего адреса 0x0000 eeprom в Адрес I2C 0xA0.

USB-I2C выполнит операцию чтения на шине I2C и отправит 64 байта обратно на ПК.ПК должен дождаться, пока все 64 байта будут быть возвращенным (тайм-аут через 500 мс) перед переходом к следующему сделка.

USB-I2C Команды
Формат команды USB-I2C показан ниже:

Команды USB-I2C всегда представляют собой четырехбайтовую последовательность.Они начните с основной команды I2C_USB, за которой следует команда USB-I2C сам. Далее следуют два байта данных, которые могут быть мусором, если не используются, но они должны быть включенным, чтобы составить 4-байтовую последовательность команд. Эти команды являются:

REVISION используется для чтения версии прошивки USB-I2C.Это возвращает один байт, указывающий номер редакции. Два байта данных неиспользованные и могут быть чем угодно, но их необходимо отправить.
NEW_ADDRESS Команда используется для изменения адреса I2C SRF08 на другой адрес. Новый адрес должен быть в первом из двух байтов данных. Второй байт данных не используется и может быть любым, но его необходимо отправить. Для изменения адреса на SRF08 требуется 4 отдельных транзакции на I2C. автобус. USB-I2C знает, как изменить адрес I2C SRF08, и вам просто нужно отправьте ему новый адрес с помощью этой команды.При его использовании убедитесь, что вы только подключите один SRF08, в противном случае вы установите каждый SRF08 на шине на тот же адрес. Единственный байт возврата — это новый адрес, отправленный обратно, когда задача завершено.
UNUSED Unused — только для совместимости с CM02 — возвращает 0x00.
SCAN Эта команда предназначена для совместимости с CM02. Это предполагается, что у вас есть контроллер мотора MD22, модуль компаса CMPS03 и номер дальномеров SRF08. SCAN1 предполагает 1 SRF08, SCAN8 предполагает 8 SRF08.Два Байты данных содержат значения скорости левого и правого двигателя для двигателя MD22. контроллер. После отправки новых скоростей двигателя в MD22, USB-I2C отправит кадр возврата, содержащий напряжение аккумулятора (0x00 — см. выше). Далее следуют два байта пеленг компаса — сначала старший байт, а затем по три байта для каждого SRF08. В первый из трех байтов — это показания датчика освещенности SRF08. Следующие два байта это диапазон — сначала старший байт.
Например, если используется команда SCAN2, вы получите 9-байтовый возврат:

Данные SRF08 всегда возвращаются, начиная с адреса 0xE0, 0xE2, 0xE4 — иду вверх по одному адресу за раз, пока все запрошенные данные SRF08 не будут отправлены.
После отправки данных обратно на ПК USB-I2C автоматически выдает новый команда измерения дальности для всех SRF08. Используемая команда выбора диапазона — 82 (0x52), которая возвращает результаты в США. Чтобы преобразовать в см разделите на 58, а в дюймах разделите на 148. Перед запуском этой команды должно быть установлено
адресов SRF08, а MD22 должен быть инициализирован в режим и требуемое ускорение. Еще одно важное характерная черта. Команда SCAN также устанавливает таймер 500 мс на USB-I2C. Если другой Команда SCAN не получена в течение этого времени, команда автоматически отправляется на MD22. чтобы остановить двигатели.Это сделано для того, чтобы ваш робот не ушел. контроля, если он выходит за пределы радиолинии.

Светодиоды
На USB-I2C есть два светодиода состояния. Красный светодиод указывает на то, что питание включено, и зеленый светодиод кратковременно мигает при получении команды. Красный светодиод можно повернуть включение и выключение с помощью команды SETPINS. См. ниже.

Контакты ввода / вывода
Если модуль USB-I2C не используется для I2C, его можно использовать как общий целевой контроллер ввода-вывода с тремя линиями ввода-вывода.Вход 1 всегда является контактом только для входа и имеет подтягивающий резистор 47 кОм (а не 4,7 кОм, как у других). Два других могут быть входными или выходными. Выходы устанавливаются высокий / низкий с помощью команды SETPINS. Штифт не забивается активно, он отпускается и поднимается резистором 4,7 кОм. Низкий уровень вывода активно управляется и может понизиться максимум на 24 мА. GETPINS вернет состояние контактов ввода / вывода. Чтобы использовать вывод ввода / вывода в качестве input, в него сначала должна быть записана 1 (высокая). Это освободит штифт, так что что 4.Резистор 7 кОм поднимет его, и его можно будет использовать как вход. Оба Команды SETPINS и GETPINS возвращают состояние контактов ввода-вывода, однако, только SETPINS могут их изменить. Биты в байте данных, записанные SETPINS и возвращаемые SETPINS и GETPINS имеют следующий формат:

Следующая команда выключит красный светодиод и сделает линии ввода-вывода высокими. поэтому их можно использовать в качестве входов:

Аналоговые входы
Модуль USB-I2C также может преобразовывать аналоговые значения на выводах I / O2 и I / O3.Перед тем, как сделать это, контакты ввода / вывода должны быть установлены в высокий уровень, чтобы они эффективно работали. входы. Однако помните, что это в первую очередь интерфейс USB-I2C, а также у такой есть подтягивающие резисторы 4к7. Учтите это при подключении вашего аналоговый вход.

Следующая команда получит аналоговые значения:

С аналоговыми данными, возвращенными в следующем формате:

Аналоговые входы используют 10-битное преобразование, поэтому вы увидите значения от 0 до 1024 (от 0x0000 до 0x03FF)

Примечание — нельзя смешивать режим ввода-вывода и режим I2C, команды ввода-вывода не должны использоваться, когда устройства I2C связаны.

Программное обеспечение для тестирования USB-I2C
Чтобы помочь вам протестировать и быстро настроить и запустить USB-I2C, у нас есть предоставил пару простых тестовых программ. Первый предназначен для USB-I2C, подключенного к ультразвуковому устройству SRF08. рейнджер.

Разъем на модуле USB-I2C можно припаять непосредственно к SRF08, как показано, или при желании можно использовать кабель.Модуль USB-I2C может легко обеспечить пиковый ток 25 мА на SRF08. Программа автоматически ищет для SRF08 и отображает его адрес I2C, а также номер версии, диапазон и считывание датчика освещенности. Вы можете скачать usb_i2c_srf08.exe и исходный код C здесь.

Второй предназначен для тестирования режимов ввода / вывода и позволяет установить / clr входы / выходы, а также считывание цифровых и аналоговых входов.

Вы можете скачать usb_i2c_io.exe и исходный код C здесь.

У нас также есть универсальный USB-I2C Интерфейс для тестирования ваших продуктов I2C и usb-i2c_interface_guide чтобы помочь вам.

Размеры

USB в I2C с виртуальным COM-портом FT230XS

USB в I2C должно быть простым, мощным и быстрым! Преобразуйте USB в I2C, используя виртуальный COM-порт с двумя простыми командами для записи и чтения данных I2C. Подключите устройства NCD I2C к настольному компьютеру с помощью этого крошечного адаптера I2C и возьмите управление с помощью нашего программного обеспечения или выберите исходный код и напишите свое собственное программное обеспечение на любом языке, который поддерживает драйвер виртуального COM-порта FTDI FT32XS (который подходит практически для всех компьютеров и языков).Подключите наш конвертер USB в I2C к любому доступному USB-порту на вашем ПК, и он монтируется как COM-порт, начните отправлять команды со скоростью 115,2 Кбод. Воспользуйтесь нашим БЕСПЛАТНЫМ программным обеспечением AnyI2C и начните общаться со всей экосистемой устройств NCD I2C всего несколькими нажатиями кнопок. Наблюдайте за обменом данными в окне журнала, чтобы убедиться, что он работает.

Используйте этот интерфейс USB для чтения датчиков, управляющих реле и контроллеров ШИМ. Используется в промышленных приложениях чтения / записи 4-20 мА и многих других. Считывайте датчики освещенности, датчики температуры / влажности, потенциометры, датчики влажности — и все это по очень низкой цене.Этот преобразователь аппаратно совместим со всеми языками программирования и операционными системами, поддерживающими FT230XS. Драйверы доступны на FTDIChip.com.

Включает микрокабель USB типа A — USB.

Лучший конвертер USB в I2C!

Этот преобразователь USB в I2C теперь является одним из наших самых популярных продуктов, и у него МНОЖЕСТВО постоянных клиентов! Мы видели все преобразователи USB в I2C от других компаний, некоторые из которых берут целое состояние и требуют специализированных драйверов, которые сложно внедрить.Некоторые конвертеры даже не работают без установки тонны программного обеспечения. Этот конвертер сразу готов к работе! Подключите его, и он готов к разговору с устройствами I2C, без сложной конфигурации и без причудливых драйверов.

НОВАЯ ВЕРСИЯ 6 Сейчас Доставка:

Заказы, отгружаемые 8/2/2019 и позже, теперь включают версию 6, которая является почти последней версией прошивки для этого устройства. Версия 6 включает множество улучшений по сравнению с версией 5. Как и версия 5, это устройство настраивается с использованием Alpha Station 1.0.0.5 или новее. Alpha Station 1.0.0.6 или новее требуется, чтобы в полной мере использовать настройки устройства. В прошивку версии 6 были добавлены следующие функции.

• Теперь поддерживает сканирование шины I2C
• теперь поддерживает выбор скорости шины I2C, сохраненный в EEPROM
• Теперь поддерживает загрузку шины I2C со скоростью 38, 100, 200, 300 и 400 кГц
• Добавлена ​​команда записи + чтения I2C для более быстрой связи с помощью одной транзакции
• Добавлена ​​команда мягкой перезагрузки
• Добавлена ​​команда аппаратной перезагрузки
• Добавлена ​​команда останова I2C вручную
• Удалена поддержка программного обеспечения базовой станции (недостаточно места в ЦП)

NCD USB to I2C Converter — идеальный помощник для добавления функций автоматизации, обнаружения, мониторинга и управления в приложения Visual Studio.Мы постоянно совершенствуем нашу программную среду Alpha Station, которая включает в себя все библиотеки, необходимые для связи со всеми типами датчиков и контроллеров I2C, которые только можно вообразить. Простые библиотеки для операций чтения, записи и чтения I2C позволяют легко взаимодействовать с любым оборудованием с минимальными затратами времени. Общайтесь с дисплеями, датчиками, мультиплексорами, контроллерами реле, широтно-импульсными модуляторами и т. Д. Платформа Alpha Station готова приступить к мониторингу и контролю работы с помощью Visual Studio Community Edition (бесплатно от Microsoft.com).

История версий

ВЕРСИЯ 5 ИЗМЕНЕНИЯ:

Заказы, отправленные с 31.07.2019 по 01.08.2019 и позже, включают обновленную прошивку, чтобы сделать команду остановки в версии 4 необязательной. Поскольку ЦП в настоящее время очень загружен, код в этой версии был оптимизирован для уменьшения использования памяти, что открывает путь для версии 6.
Чтобы использовать изменения версии 4, загрузите базовую станцию ​​по адресу https://ncd.io/start и нажмите «Конфигурация устройства конвертера I2C», снимите флажок «Зарезервировано» и обязательно «Сохранить настройки».Более поздние версии базовой станции будут обозначать эту опцию как «Smart I2C Stop».
Это изменение было необходимо, поскольку Версия 4 препятствовала правильной работе функций сканирования шины I2C в программном обеспечении AnyI2C.

ВЕРСИЯ 4 ИЗМЕНЕНИЯ:

Заказы Доставка с 27.06.2019 по 30.07.2019 Включите обновленное микропрограммное обеспечение для выдачи команды остановки независимо от ошибки или отсутствия ошибок на шине I2C. Эта версия также включает все изменения версии 3.

ВЕРСИЯ 3 ИЗМЕНЕНИЯ:

Заказы, отправленные с 07.05.2018 по 26.06.2019, теперь включают обновленную версию прошивки, которая увеличивает совместимость, работает в 3 раза быстрее и добавляет новые упрощенные команды связи I2C.Документация для этого обновления в настоящее время готовится.

Версия 3 Изменения:

• Добавлена ​​упрощенная команда записи I2C
• Добавлена ​​упрощенная команда чтения I2C
• Связь I2C теперь основана на оборудовании, а не на программном обеспечении
• Скорость передачи данных I2C увеличена с 38 кГц до 100 кГц
• Программно-программируемые скорости передачи данных:
  • 38 кГц, 100 кГц, 200 кГц, 300 кГц и 400 кГц
• Поддерживаемые программируемые скорости передачи данных:
  • 9600, 19.2К, 38,4К, 57,6К, 115,2К. 230,4 К

Комплекты для разработки интерфейса USB-I2C / связи

Комплекты для разработки интерфейса USB-I2C / связи

USB-преобразователь I2C MS | Coptonix

USB I2C Adapter MS — универсальный конвертер USB в I2C.Конвертер предлагает разработчику системы быстрый и простой способ добавить функциональность USB к любым схемам I2C. Внедрение этого преобразователя в систему может полностью разгрузить USB-соединение и стандартные протоколы обработки из системы, тем самым значительно сократив разработку программного обеспечения. Разработчику системы просто нужно подключить его к существующей шине I2C-Bus. Конвертер может работать как ведущий или как ведомый. Переключение между ведущим и ведомым режимами осуществляется с помощью программного обеспечения.

С помощью USB-адаптера I2C MS в качестве мастера через USB можно целенаправленно обращаться к многочисленным участникам шины, таким как IO-Expander, датчики, ЖК-дисплеи, 7-сегментный дисплей, шаговые двигатели, преобразователи AD / DA, часы реального времени, тональные генераторы, RAM EEPROM и т. Д. .Частота SCL регулируется программно от 500 Гц до 400 кГц. Рабочий цикл SCL-High / SCL-low также можно регулировать индивидуально. Преобразователь как ведущий имеет вход прерывания. Таким образом, можно реагировать на внешние события, например. при использовании IO-Expander, такого как PCF8574. Этот вход прерывания может быть активирован (нарастающий, спадающий фронт) или деактивирован программно.

Для отправки данных на ПК (в режиме ведомого) мастер I2C обращается к этому преобразователю как к ведомому и записывает данные на шину I2C.Это самый простой способ связи с ПК через USB. Преобразователь имеет выход прерывания. Таким образом, можно сообщить мастеру I2C, что данные, полученные с ПК, готовы к чтению. Адрес подчиненного устройства адаптера может быть изменен в любое время с помощью программного обеспечения. Также доступен общий вызов (0x00).

Адаптер содержит на плате переключатель уровня I2C. Таким образом, можно подключить адаптер к шине I2C, имеющей разные уровни напряжения от 2 до 15 В.

EEPROM емкостью 8 Кбайт находится на плате.Из них 256 байт зарезервированы для внутреннего использования платой. Оставшаяся память доступна пользователю.

Адаптер не требует дополнительных драйверов. Большинство операционных систем предлагают такие драйверы (например, Windows, Linux, Mac и т. Д.). Адаптер использует стандартный драйвер HID, предлагаемый Windows (WIN98SE, ME, 2000, XP, Vista, Win7, Win8). Это просто подключи и работай. 32-битная DLL (для Windows) также включена в поставку. Это делает возможной интеграцию адаптера в собственные приложения.Также включены подробное описание и некоторые примеры DLL. например вы, как разработчик, можете сразу приступить к работе, не имея проблем с драйверами. Если вы не хотите использовать нашу DLL, вы также можете связаться с адаптером с помощью функций Windows API WriteFile () и ReadFile (). Другие операционные системы также должны предлагать аналогичные функции.

Никаких отдельных адаптеров питания для подачи напряжения не требуется. Доступны выходы 3,3 В и 5 В.Общий ток, потребляемый адаптером и целевой системой, должен быть ограничен пользователем до 100 мА при использовании этих выходов мощности. Таким образом, например, Программатор EEPROM или станция измерения температуры могут быть реализованы.

Некоторые программные инструменты очень полезны для разработчиков. Таким образом можно сразу тестировать устройства I2C. Программное обеспечение «IIC Control» поддерживает EEPROMS от 1 кбит (128 байт) до 1 Мбит (128 кбайт).

Connii MM 2.0 — интерфейс USB I2C — telos · основан ’88

телос Коннии ММ 2.0 — это небольшой, компактный, простой в использовании передатчик и приемник USB I2C. Интерфейс I2C работает как устройство с несколькими ведущими устройствами I2C. Таким образом, он работает даже на автобусах с несколькими мастерами.

Кроме того, telos Connii MM 2.0 — это I2C Tracer, отслеживающий трафик до ~ 400 кГц.

Может опционально запитать шину I2C напряжением питания 1,8 В, 3,3 В или ~ 5 В (макс. 50 мА). Питание для этого поступает от шины USB. Это полезно, если у вас есть тестовое устройство без источника питания.

Сведения об интерфейсе USB I2C

Connii MM 2.0

Интерфейс USB I2C telos Connii MM 2.0 подключается к ПК через стандартный порт USB. В качестве скорости работы можно выбрать как стандартный (100 кбит / с), так и быстрый (400 кбит / с) режимы I2C.

Устройство имеет два разъема — стандартный USB-разъем и разъем PS / 2 для вашей шины I2C.

Если вы ищете более сложный интерфейс I2C USB, проверьте Tracii XL 2.0, единственный интерфейс I2C, поддерживающий высокоскоростной режим I2C.

Программное обеспечение

Продукт поставляется с самым передовым программным обеспечением I2C на рынке — I2C Studio. Кроме того, вы получаете Telos I2C Framework, который помогает вам писать собственные приложения, связанные с I2C, с использованием .NET.

ВП Labview включены в различные режимы I2C.
Все программное обеспечение бесплатно, никаких скрытых комиссий!

Характеристики

• 100 кбит / с (стандартный режим) и ~ 400 кбит / с (быстрый режим). Фактическая скорость слабо зависит от оконечной нагрузки шины I2C
.
• Передачи главного приемника / передатчика I2C, включая обработку условий повторного запуска, 7- и 10-битную адресацию
• I2C через Интернет
• Обширный программный пакет, включающий интерфейсы для C ++, C #,.NET, Java, Labview, Delphi 8, Python и NXP (ранее Philips Semiconductors) URT / URD
• Улучшенное приложение Windows I2C Studio
• Использование нескольких интерфейсов telos USB I2C, включая Tracii XL / Tracii XL 2.0 на одном компьютере через разные порты USB, таким образом, вы можете управлять несколькими шинами I2C с одного ПК!
• Продукт будущего: прошивка полностью загружена через USB
• Компактный размер: пластиковый корпус размером 68 * 41,5 * 27,5 мм защищает устройство от повреждений
• USB 2.0, внешний источник питания не требуется.
• Поддержка сети TCP / IP (I2C через Интернет)

Дополнительные функции

• I2C Multimaster: несколько мастеров I2C могут совместно использовать шину
• Простой монитор I2C. Ограниченное отслеживание до 400 кГц (см. Вкладку Ограничения )
• Обнаружение растяжения тактового сигнала: ведомое устройство может растянуть шину
• Дополнительное напряжение питания для шины I2C: 1,8 В, 3,3 В, ~ 5 В (зависит от напряжения питания USB), макс. 50 мА.
• Поддержка шины TWI

Интерфейсы

• Подключение к ПК через USB, поддерживающее высокоскоростной USB 2.0 и полноскоростной USB 1.1
• Подключение I2C через разъем Mini-DIN
• Шины I2C, работающие в диапазоне 1,8 — 5,5 В, могут быть подключены

ESD

• Защита от электростатических разрядов I2C, совместимость с IEC согласно EN 61000-4-2 (ESD): воздух — 15 кВ, контакт — 8 кВ

Ограничения

I2C Monitor распознает только обычные передачи I2C, без ошибок I2C и т. Д.Монитор может растягивать SCL, то есть линия SCL может иногда оставаться на низком уровне. Обычно это происходит для скорости выше 100 кбит / с
. Это может привести к проблемам с ведущими или ведомыми устройствами, которые не поддерживают растяжение SCL (например, некоторые реализации с одним ведущим I2C).
Tracii XL 2.0 предлагает более сложный I2C Tracer, который включает отметки времени для каждого байта и распознавание ошибок.

Взгляните на наш обзор анализаторов I2C.

Результаты

• Фактическое устройство (68 * 41.Пластиковый корпус 5 * 27,5 мм)
• Программный пакет I2C Framework, включающий все перечисленные компоненты.
• Приложение I2C Studio

Необходимо загрузить I2C Framework plus I2C Studio

Связанные товары

Вы, конечно, можете использовать стандартные кабели, уже имеющиеся в вашей лаборатории. Качество кабеля PS / 2 может повлиять на качество сигнала на шине I2C.

 pip install i2cdriver