Communication I²C

Télescope Meade ETX-90
Communication par bus I2C
TD
Pré-requis
Conversion décimal / binaire
Objectif
Lecture et interprétation des chronogrammes d’une communication I²C
Condition
Activité individuelle, durée 2 heures
Ressource
Dossier de présentation du télescope
Situation-Problème : Le télescope est constitué de différents modules. La communication entre eux est opérée par un
bus I²C. Quelles informations sont échangées sur ce bus ? Comment sont-elles organisées ?
Structure matérielle du bus I²C
Nous utilisons la fiche « bus I²C », les schémas joints et le dossier de présentation du télescope.
1. Citer les différents éléments du télescope connectés à ce bus. Quelle information destinée au mouvement
vertical de la lunette est portée par le bus ?
2. En l’absence de communication, quel niveau logique devons-nous trouver sur les lignes du bus ?
Structure d’un message
Nous considérons la fiche concernant le bus. Nous exploitons les chronogrammes annexés et relevés sur le bus où la
raquette initie la communication.
3. Repérer le départ et la fin de la communication sur le relevé 1. Combien d’octets y sont transmis ?
4. Mesurer la durée du message et déterminer la fréquence de la transmission.
5. Déterminer sur le relevé 2, l’adresse et les 2 bits associés : opération et acquittement.
6. Rédiger pourquoi le bit d’acquittement est au niveau haut compte tenu du tableau d’adressage joint.
7. Déterminer la valeur de la donnée transmise sur le relevé 3.
Lecture du message
Les messages gardent la même structure
8. A partir des relevés 4 et 5, indiquer le destinataire du message et l’action à effectuer vis-à-vis du télescope.
La raquette initie la communication dans les 2 cas.
9. Représenter ci-dessous les chronogrammes que l’on observerait lors de la communication du module LNT
vers la raquette lui transmettant que l’alignement de la lunette sur le méridien est réalisé (octet n°2 = 7).
§§§§§§§
SCL
SDA
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Schéma structurel de la communication I²C
BUS I²C
Décomposition de FP6: Conversion
Cette fonction réalise l’orientation verticale de la lunette du télescope
Altitude, variable
logicielle, image de
l’altitude de la lunette
Emission
Raquette
Altitude sur
2 bits :
SDA, SCL
Monture
verticale
Réception
Altitude, variable
logicielle, image de
l’altitude de la lunette
Bus I2C
Energie
électrique
Conversion
Altitude, effective
de la lunette
Monture
verticale
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Relevé 1
SCL
SDA
Relevé 2
SCL
SDA
Relevé 3
SCL
SDA
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Relevé 4
SCL
SDA
Relevé 5
SCL
SDA
Table d’adressage
Adresse de l’esclave
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A6
A5
A4
A3
A2
A1
A0
MONTURE d’azimut
0
0
0
0
0
1
0
MONTURE d’altitude
0
0
0
0
0
1
1
LNT
0
0
0
0
0
0
1
RAQUETTE
0
0
0
0
1
0
1
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Le bus I²C
« Inter Integrated Circuit» est un bus série développé dans les années 1980 par la société Philips pour faciliter la
communication entre circuits intégrés tout en réduisant leur coût. C’est aujourd’hui un bus adopté par de nombreux
fondeurs et est de fait un standard de communication entre circuits.
Ses derniers développements ont améliorés la fréquence de transmission avec le mode de transfert à grande vitesse de 3,4 Mbits/s.
Description matérielle
Il s’agit d’un bus numérique série synchrone (l’horloge est transmise) qui est constitué de 2 fils :
La ligne de donnée SDA, serial data, sur laquelle circulent les bits tour à tour
La ligne d'horloge SCL, serial clock, sur laquelle une impulsion indique à quel instant le récepteur peut lire le bit de donnée
Circuit 1
VCC VCC
Circuit n
Circuit 2
RP
SDA
SCL
Plusieurs circuits peuvent être placés sur le bus sans risque de conflit grâce aux sorties à drain ou collecteur ouvert. En veille, chaque broche
est en haute impédance : SDA et SCL sont amenées au niveau haut par 2 résistances de polarisation, RP, reliées au potentiel VCC.
Lexique
Une communication ne s'effectue qu'entre 2 circuits

Un maître est le circuit qui engage la communication, génère l'horloge puis met fin à l'échange

Un esclave est le destinataire de la communication

L’émetteur, maître ou esclave, envoie les informations

Le récepteur, maître ou esclave, reçoit les informations
Chronogrammes du bus dans le cas d’une communication du maître vers un des esclaves
Un protocole strict définit les étapes successives. Cas de l’envoi de 3 octets :
Départ
1
Arrêt
3
2
4
5
6
5
6
7
SCL
SDA
Adresse =
<000 0010>
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Ecriture
Acquittement ou
accusé de réception
Octet n°3 =
<1100 1011>
Emission du top départ par un maître si le bus est libre (SDA=1 & SCL=1) : front descendant en SDA alors que SCL=1
Emission par le maître de l’adresse, 7 bits, de l'esclave destinataire du message à suivre
Emission par le maître du bit définissant l’opération qui va s’effectuer vis-à-vis de l'esclave : lecture pour SDA=1, ou écriture pour SDA=0
Emission par l'esclave du bit d’acquittement de lecture de l'adresse : SDA=0 en cas d’acquittement
Emission d’une donnée, octet, par le maître : en premier émission du MSB de l’octet
Emission par l'esclave du bit d’acquittement de lecture de l’octet : SDA=0 en cas d’acquittement
Emission du top arrêt par le maître libérant aussi le bus pour un futur échange : front montant en SDA alors que SCL=1
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