Comunicaciones Industriales

PROTOCOLO I2C

Generalidades

• El bus de comunicación utiliza dos cables. Uno para transmitir los datos (SDA) y otro para la señal de reloj (SCL). Ambas líneas se tienen que conectar a la alimentación (Vcc) a través de resistencias Pull-UP (en el esquema del ejemplo se muestra el conexionado). Además la masa de los componentes que se interconexionan entre si debe de ser común.

• El protocolo de comunicación es del tipo Maestro-Esclavo, aunque el protocolo permite que haya varios maestros, lo normal es que solo haya uno, el dispositivo que hace de maestro es el que gobierna la comunicación y es el que controla la señal de reloj (SCL). Los dispositivos que hacen de esclavos responden a las peticiones del maestro.

• Cada dispositivo conectado al bus se identifica por una única dirección, el protocolo admite utilizar 7 ó 10 bits para el direccionamiento, aunque lo normal es que sean siete.

Los cuatro primeros bits están asignados al fabricante del dispositivo y los tres últimos son configurables por hardware. En el caso de la memoria que estamos viendo el código del fabricante es: 1010, como tenemos tres bits configurables podremos conectar entre si hasta ocho memorias 24LC256 juntas.

La trama de un mensaje simple donde el dispositivo que hace de maestro envía datos para ser escritos en la EEPROM sería el siguiente:

• Se envía el bit de inicio (S)

• Se envía la dirección del esclavo, en este caso la memoria EEPROM

• Se envía un bit más junto con la dirección del esclavo (R/W) para indicar que lo que se quiere es leer o escribir. Si este bit es cero el proceso será de escritura.

• Después el maestro manda un pulso de la señal de reloj, durante el cual el esclavo debe contestar con un ACK (señal de reconocimiento), si el maestro no recibe esta señal interrumpe la comunicación.

• Después se envían los bytes de dirección necesarios para identificar el registro de la EEPROM donde queremos realizar el proceso de escritura.

• Mandamos el dato que se almacenará en la EEPROM

• Y por último se manda el bit de parada para finalizar la comunicación.

Características:

• Se necesitan solamente dos líneas, la de datos (SDA) y la de reloj (SCL).

• Cada dispositivo conectado al bus tiene un código de dirección seleccionable mediante software. Habiendo permanentemente una relación Master/ Slave entre el micro y los dispositivos conectados

• El bus permite la conexión de varios Masters, ya que incluye un detector de colisiones.

• El protocolo de transferencia de datos y direcciones posibilita diseñar sistemas completamente definidos por software.

• Los datos y direcciones se transmiten con palabras de 8 bits.

Circuito

Evidenciar transmisión de información

Básicamente es una comunicación serial sincrona; pero hay una GRAN diferencia. En la comunicación serial RS232 síncrona tenemos 4 hilos TX, RX, CLK y GND

En este procolo se usan dos hilos. Una linea TX/RX llamada SDA (bidireccional) y otra es la senal de reloj (SCL)

Es especialmente útil cuando tienes varios dispositivos que usan este protocolo de comunicación ya que los montas en un BUS de dos hilos, bueno y el GND si los dispositivos están placas diferentes

¿Cómo identifica a cada dispositivo?

Se envía una senal de INICIO por parte del dispositivo MAESTRO (Puede haber más de un MAESTRO) luego una dirección de 7 bits y un octavo bit (para completar el byte) que es bit que indica si RECIBE (RX) o ENVÍA (TX). Seguidamente el dispositivo esclavo al que corresponda la dirección (eso es como un ID) responde con una senal de reconocimiento (ACK).

Bueno el resto de la explicación esta aquí abajo lo copie de wikipedia y esta bastante entendible.

PROTOCOLO SPI

Caracteristicas

El Bus SPI (del inglés Serial Peripheral Interface) es un estándar de comunicaciones, usado principalmente para la transferencia de información entre circuitos integrados en equipos electrónicos. El bus de interfaz de periféricos serie o bus SPI es un estándar para controlar casi cualquier dispositivo electrónico digital que acepte un flujo de bits serie regulado por un reloj.

Incluye una línea de reloj, dato entrante, dato saliente y un pin de chip select, que conecta o desconecta la operación del dispositivo con el que uno desea comunicarse. De esta forma, este estándar permite multiplexar las líneas de reloj.

Muchos sistemas digitales tienen periféricos que necesitan existir pero no ser rápidos. La ventajas de un bus serie es que minimiza el número de conductores, pines y el tamaño del circuito integrado. Esto reduce el coste de fabricar montar y probar la electrónica. Un bus de periféricos serie es la opción más flexible cuando se tiene tipos diferentes de periféricos serie. El hardware consiste en señales de reloj, data in, data out y chip select para cada circuito integrado que tiene que ser controlado. Casi cualquier dispositivo digital puede ser controlado con esta combinación de señales. Los dispositivos se diferencian en un número predecible de formas. Unos leen el dato cuando el reloj sube otros cuando el reloj baja. Algunos lo leen en el flanco de subida del reloj y otros en el flanco de bajada. Escribir es casi siempre en la dirección opuesta de la dirección de movimiento del reloj. Algunos dispositivos tienen dos relojes. Uno para capturar o mostrar los datos y el otro para el dispositivo interno.

Evidenciar transmicion de i nformacion

El SPI Master(servidor) inicializa el ciclo de comunicación cuando se coloca en bajo el Selector de Esclavo (SS-Selector Slave)(cliente). Master y Slave(servidor y cliente) preparan los datos a ser enviados en sus respectivos registros de desplazamiento y el Master genera el pulso del reloj en el pin SCK para el intercambio de datos. Los datos son siempre intercambiados desde el Maestro al Esclavo en MasterOut-SlaveIn, MOSI, y desde Esclavo al Maestro en MasterIn-SlaveOut, MISO. Después de cada paquete de datos el Maestro debe sincronizar el esclavo llevando a 'alto' el selector de Esclavo, SS.

Cuando se configure como Maestro, la interfaz SPI no tendrá un control automático de la línea SS. Este debe ser manejado por software antes de que la comunicación pueda empezar, cuando esto es realizado, escribiendo un byte en el registro de la SPI comienza el reloj de la SPI, y el hardware cambia los 8 bits dentro del Esclavo. Después de cambiar un Byte, el reloj del SPI para, habilitando el fin de la transmisión ( SPIF ). Si la interrupción del SPI está habilitado (SPIE) en el registro SPCR, una interrupción es requerida. El Master podría continuar al cambio del siguiente byte escribiendo dentro del SPDR, o señalizar el fin del paquete colocando en alto el Esclavo seleccionado, línea SS. El último byte llegado se mantendrá en el registro Buffer para luego usarse.

Cuando lo configuramos como un Esclavo, la interfaz ISP permanecerá durmiendo con MISO en tres-estados siempre y cuando el pin SS este deshabilitado. En este estado, por el software se podría actualizar el contenido del registro SPDR, pero los datos no serán desplazados por la llegada del pulso de reloj en el pin SCK hasta que el pin SS no sea habilitado( '0' ). Será visto como un byte completamente desplazado en el fin de la transmisión cuando SPIF se habilite. Si la interrupción SPI, SPIE en SPCR, esta habilitada, una interrupción es solicitada. El Esclavo podría continuar para colocar nuevos datos para ser enviados dentro del SPDR antes de seguir leyendo la data que va llegando. El último byte que entra permanecerá en el buffer para luego usarse.

(MSTR en SPCR es seteado), el usuario puede determinar la dirección del pin SS.

Si SS es configurado como salida, el pin es una salida general la cual no afecta el sistema SPI. Típicamente , el pin SS será manejado desde el Esclavo.

Si es como entrada, este debe ser enviado a alto para asegurar la operación SPI del Master.

PROTOCOLO RS232

Generalidades

El protocolo RS-232 es una norma o estándar mundial que rige los parámetros de uno de los modos de comunicación serial. Por medio de este protocolo se estandarizan las velocidades de transferencia de datos, la forma de control que utiliza dicha transferencia, los niveles de voltajes utilizados, el tipo de cable permitido, las distancias entre equipos, los conectores, etc.

Además de las líneas de transmisión (Tx) y recepción (Rx), las comunicaciones seriales poseen otras líneas de control de flujo (Hands-hake), donde su uso es opcional dependiendo del dispositivo a conectar

A nivel de software, la configuración principal que se debe dar a una conexión a través de puertos seriales. RS-232 es básicamente la selección de la velocidad en baudios (1200, 2400, 4800, etc.), la verificación de datos o paridad (parida par o paridad impar o sin paridad), los bits de parada luego de cada dato(1 ó 2), y la cantidad de bits por dato (7 ó 8), que se utiliza para cada símbolo o carácter enviado

La Norma RS-232 fue definida para conectar un ordenador a un modem. Además de transmitirse los datos de una forma serie asíncrona son necesarias una serie de señales adicionales, que se definen en la norma. Las tensiones empleadas están comprendidas entre +15/-15 voltios.

Configuración Física

La interfaz

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