Bufor I²C Grove

Poniedziałek, 01 Styczeń 2024

Gdy długość magistrali I²C zwiększa się, mogą pojawić się problemy z niezawodnością transmisji. Zwiększone pojemności obciążają linie zegara i danych, zwiększając czasy narastania sygnału, co może powodować niepoprawne wykrywanie stanu wysokiego. Aby zwiększyć zasięg magistrali, można użyć bufora I²C na bazie układu TCA9511 A.

Podstawowe parametry:

moduł zawiera scalony bufor I²C/SMBus typu TCA9511A, który jest "przezroczysty" dla transmisji danych,
zapewnia poprawę parametrów elektrycznych sygnału i oddzielenie segmentów magistrali,
wymaga zasilania napięciem 2,7...5,5 V.

Budowa i działanie

Schemat modułu został pokazany na rysunku 1. Układ zawiera scalony bufor I²C/SMBus typu TCA9511A, który jest "przezroczysty" dla transmisji danych, ale zapewnia poprawę parametrów elektrycznych sygnału i oddzielenie segmentów magistrali. Moduł jest typową aplikacją TCA9511A. I²C wraz z zasilaniem 2,7...5,5 V doprowadzone jest do gniazda I²CI zgodnego z Grove, buforowany sygnał dostępny jest na gnieździe I²CO. Dioda LD sygnalizuje obecność zasilania, rezystory R2...R5 polaryzują segmenty magistrali.

Rysunek 1. Schemat ideowy układu translatora

Moduł instalowany jest na magistrali w miejscu, gdzie pojemności zagrażają poprawnej jej pracy. Magistrala zostaje podzielona na segmenty, a dodatkowo każde z wyprowadzeń I²C U1 ma akceleratory poprawiające szybkość zboczy narastających zapewniające niezawodność przy zwiększonym zasięgu transmisji lub większej liczbie układów na magistrali.

Dodatkowym zastosowaniem bufora może być tworzenie magistral typu gwiazda, co czasem upraszcza okablowanie. W tym przypadku wejścia kilku buforów połączone są z masterem magistrali, a wyjścia buforów stają się osobnymi segmentami I²C. Ze względu na kumulujący się offset oraz opóźnienia propagacji nie jest zalecane łączenie więcej niż dwóch buforów szeregowo.