Szukacz i tester układów na magistrali I2C
PROJEKTY
Szukacz i tester układów
na magistrali I2C
Pomysł na opisywany
tu przyrząd zrodził się
w  siódmych potach podczas
uruchamiania modułu
rozszerzającego możliwości
karty AVT-5222 o 16 wejść
analogowych i 2 wyjścia
analogowe. W tym module
są dwa układy PCF8591
(przetworniki AC/CA), które
nie działały na płytce
prototypowej. Odłożyłem więc
AVT
projekt główny na półkę,
5321
a w międzyczasie wykonałem
urządzenie umożliwiające
ścizna prób rozwiązania problemu pozostał
AVT-5321 w ofercie AVT:
zarówno detekcję rzeczywistych
AVT-5321A  płytka drukowana
mi jednak bardzo użyteczny przyrząd, które-
adresów układów dołączonych
AVT-5321B  płytka drukowana + elementy
go projektem chciałbym się podzielić.
do magistrali I2C, jak też ich
Podstawowe informacje:
" PÅ‚ytka jednostronna o wymiarach
przetestowanie. W międzyczasie
Opis działania
123 mm×40 mm.
" Napięcie zasilania 7& 12 VDC.
zaprojektowałem też użyteczną
Mikrokontroler (U1) wysyła na magistra-
" Mikrokontroler ATtiny4313 taktowany
płytkę prototypową/testową
lę I2C kolejne zapytania do układów o ad- oscylatorem RC.
" Możliwość programowania mikrokontrolera
resach (dziesiętnie) z przedziału 60& 240
z podstawkami pod 9 układów
zamontowanego na płytce drukowanej.
(w tym przedziale zawiera się większość ad- " Wyszukiwanie układów dołączonych do
z interfejsem I2C oraz podstawkÄ…
magistrali I2C o adresach z zakresu 60& 240
resów układów z serii PCF). Gdy pod jakimś
uniwersalną dla dowolnego (dziesiętnie).
adresem zostanie odnaleziony układ (opis " Testowanie: pamięci EEPROM z serii 24C...,
układu z interfejsem I2C.
ekspanderów portów PCF8574 i PCF8574A,
detekcji w rozdziale  Program mikrokontro-
przetwornika AC/CA PCF8591 oraz zegara
Trud opłacił się, a przyrząd
lera ), to jest on identyfikowany na podsta- czasu rzeczywistego PCF8583.
wiele razy udowodnił swoją
wie wartości adresu. Na wyświetlaczu LCD
Dodatkowe materiały na CD/FTP:
użyteczność. pojawi się informacja o znalezionym ukła- ftp://ep.com.pl, user: 17692, pass: 4yv87ftn
" wzory płytek PCB
dzie tj. jego adres i domniemywany typ. Po
Rekomendacje: praktyczny
" karty katalogowe i noty aplikacyjne
chwili dostępne będą dwie opcje: elementów oznaczonych w Wykazie
przyrząd warsztatowy służący
elementów kolorem czerwonym
" szukaj (klawisz SW1) umożliwiająca wy-
do wyszukania i identyfikacji
szukiwanie kolejnych układów dostęp- Projekty pokrewne na CD/FTP:
układów scalonych dołączonych
(wymienione artykuły są w całości dostępne na CD)
nych na magistrali,
AVT-2899 Analizator I2C (EdW 5/2009)
do magistrali I2C, umożliwiający
" test (klawisz SW2) umożliwiająca prze-
przetestowanie najbardziej
testowanie odnalezionego układu.
popularnych układów: pamięci Opcja  test jest dostępna wyłącznie dla dla ATtiny2313. Ostatecznie jednak postanowi-
układów uwzględnionych w firmware. Są to łem wyposażyć przyrząd również w funkcje te-
EEPROM z serii 24C...,
najpopularniejsze układy I2C: pamięci EEPROM stowania najpopularniejszych układów I2C. Po-
PCF8574, PCF8574A, PCF8591,
serii 24C..., ekspandery portów PCF8574 ciągnęło to za sobą konieczność rozbudowania
PCF8583, a innych po
i PCF8574A, przetwornik AC/CA PCF8591 oraz programu. I tu pojawił się pewien kłopot. Biorąc
aktualizacji firmware u.
zegar czasu rzeczywistego PCF8583. Oczywiście pod uwagę konieczność obsługi wyświetlacza
nic nie stoi na przeszkodzie, aby do kodu z
ró- LCD nie było szans na zmieszczenie nowej funk-
dłowego dopisać sobie procedury testowe dla cjonalności w 2 kB pamięci układu ATtiny2313.
Problemy z uruchomieniem lamina- innych układów I2C, wskazówki można znalez
ć Warto zauważyć, że mikrokontroler AT-
tu z układami PCF8591 nie wiązały się ani w dalszej części artykułu. Sercem urządzenia jest tiny4313 jest kompatybilnym pod względem
z uszkodzeniem owych układów ani też mikrokontroler ATtiny4313 wyposażony w pa- wyprowadzeń odpowiednikiem ATtiny2313.
z błędnym ich adresowaniem. Prawdziwą mięć Flash o pojemności 4 kB. Zgodnie z pier- Stosując go istnieje więc szansa na funkcjonalną
przyczyną trudności okazało się połączenie wotnymi założeniami przyrząd miał umożliwiać rozbudowę wielu urządzeń sterowanych przez
na prototypowym laminacie sygnałów OSC jedynie detekcję układów dołączonych do magi- mikrokontrolery 20-wyprowadzeniowe np. AT-
(pin 11) dwóch układów PCF8591. Jako spu- strali i płytka drukowana została zaprojektowana tiny2313, AT90S2313 a po niewielkiej zmianie
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011 29
PROJEKTY
Rysunek 1. Schemat ideowy szukacza/testera I2C
w obwodzie zerowania  również 89C2051 lub do plusa zasilania za pomocÄ… rezystorów R5& krokontroler U2, gniazdo na goldpiny 16×1
89C4051. R9. Rezystory R13 i R14 podciągają do plusa DP1, listwy goldpin CON3, CON5, złącza
Schemat ideowy przyrządu pokazano na zasilania linie magistrali I2C, odpowiednio SCL śrubowe CON1, CON2 i CON4, kondensato-
rysunku 1. Do budowy zasilacza zastosowano i SDA. Rezystor R12 ustala poziom na wejściu ry ceramiczne C1, C3, tranzystor T1, dioda
typowy, liniowy stabilizator napięcia 7805 (U1) zerowania mikrokontrolera i dzięki temu zabez- LED D2, potencjometry P1 oraz P2, przyciski
z kondensatorami filtrujÄ…cymi C1& C4. Zasilanie piecza je przed przypadkowymi stanami nieusta- S1& S3, kondensatory elektrolityczne C2, C4
jest doprowadzane ze złącza śrubowego CON2 za lonymi, które mogą pojawić się przy dotknięciu oraz stabilizator U1.
pośrednictwem jumpera J1. Dioda D1 zabezpie- ręką, sondą pomiarową itp. Należy bowiem pa-
Wykaz elementów
cza układ przed napięciem o błędnej polaryzacji, miętać, że wysokoimpedancyjne wejścia CMOS
Rezystory:
a dioda LED (D2) informuje o włączeniu napięcia mają podobne własności jak kondensator i  chęt-
R1: 220 V
zasilania. Do komunikacji układu z użytkowni- nie gromadzą ładunki.
R2...R9, R12: 4,7 kV
kiem zastosowano wyświetlacz alfanumeryczny Na płytce znajdują się złącza umożliwiające
R10: 1 kV
LCD (DP1) oraz klawiaturę złożoną z przycisków wygodne połączenie szukacza/testera I2C z ma- R11, R13, R14: 10 kV
S1& S3. Wykorzystano wyÅ›wietlacz 16×2 z pod- gistralÄ…. RolÄ™ przyÅ‚Ä…cza sygnaÅ‚owego peÅ‚ni zÅ‚Ä…- P1: 10 kV
P2: 100 kV
świetlaniem o natężeniu regulowanym za po- cze CON1, na którym dostępne są sygnały SDA
Kondensatory:
mocą potencjometru P2. Potencjometr P1 służy i SCL. Podobną rolę może pełnić złącze CON5.
C1, C3: 100 nF
do regulacji kontrastu wyświetlacza. Rezystory Natomiast złącze CON14 stanowi wyprowadze-
C2: 1000 mF/25 V
R2& R4 podciągają linie PD3& PD5 mikrokon- nie napięcia +5 V dla układów zewnętrznych,
C4: 470 mF/16 V
trolera (do których podłączone są odpowiednio dzięki czemu jest możliwe zasilanie badanych
Półprzewodniki:
S1& S3) do plusa zasilania. Niewykorzystane li- układów bezpośrednio z zasilacza testera. Złącze
U1: 7805
nie portów mikrokontrolera podciągnięte zostały CON3 jest interfejsem programowania mikro- U2: ATtiny4313 + postawka 20 pin
D1: 1N4001
kontrolera w systemie (ISP). Rozmieszczenie wy-
D2: LED 3 mm zielona
prowadzeń złącza ISP pokazano na rysunku 2.
T1: BC547
Inne:
Montaż i uruchomienie
DP1: WyÅ›wietlacz LCD 16×2
Układ zmontowano na płytce jedno-
z podświetlaniem+gniazdo na goldpiny
stronnej. Po stronie komponentów umiesz-
16×1
czono 13 mostków, od których należy roz- CON1, CON2, CON4: ARK2 5 mm
począć montaż. Najlepiej wykonać je ze sre- CON3: goldpin 5×2
CON5: goldpin 5×1
brzanki lub z miękkiego drutu kynarowego.
J1: jumper 2×1 + zworka
Rysunek 2. Rozmieszczenie wyprowadzeń W następnej kolejności montujemy: rezysto-
SW1& Sw3: przyciski microswitch
złącza programowania w systemie (ISP) ry R1& R14, diodę D1, podstawkę pod mi-
30 ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011
Na CD: karty katalogowe i noty aplikacyjne elementów
oznaczonych w wykazie elementów kolorem czerwonym
Szukacz i tester układów na magistrali I2C
cja przebiegła poprawnie. Detekcja układów I2C
na podstawie wartości przekazywanej zmiennej
Err jest popularnym sposobem, o którym można
przeczytać na wielu forach internetowych.
Zasada działania programu jest następu-
jÄ…ca. Po każdej sekwencji poleceÅ„: I2cstart Ä…ð
I2cwbyte Adres Ä…ð I2cstop, w zależnoÅ›ci od obec-
ności (bądz
nieobecności) układu pod wskaza-
nym adresem, zmienna Err przyjmuje wartość
0 lub 1. Teraz już wystarczy tylko prosta pętla
Rysunek 3. Schemat montażowy szukacza/testera I2C  przeczesująca żądany zakres adresów i bada-
jąca wartość zmiennej Err. Pseudokod ilustru-
Listing 1.  Przeczesywanie puli adresów w poszukiwaniu układu z interfejsem I2C.
jący użytą metodę zamieszczono na listingu 1.
For Adres = 60 To 240 Step 2
W wypadku napotkania układu (gdy Err=0)
I2cstart
I2cwbyte Adres
bieżąca wartość zmiennej Adres zostanie po-
I2cstop
If Err = 0 Then
równana ze stałymi programu i na jej podstawie
Określenie typu układu I2C na podstawie adresu
zostanie rozpoznana nazwa układu. Jeśli nazwa
Wyświetlenie informacji na LCD
Decyzja użytkownika (procedura testu lub dalsze przeszukiwanie magistrali)
układu istnieje w wewnętrznej  bazie danych
End If
Waitms 40 przyrządu, to wówczas użytkownikowi zostaną
Next Adres
zaproponowane dwie możliwości: dalsze prze-
szukiwanie magistrali I2C bÄ…dz
wykonanie testu
Po prawidłowym zmontowaniu, podłącze- jakim dysponujemy jest w stanie obsłużyć dla odnalezionego układu.
niu zasilania i zmierzeniu napięcia 5 V na po- ten układ. Jeśli dysponujemy odpowiednim
między doprowadzeniami 10 (GND) i 20 (VCC) programatorem należy najpierw w sekcji Podsumowanie
podstawki U2 można przyjąć, że układ zasila- fuse bit wyłączyć domyślnie załączony bit W przypadku chęci zwiększenia liczby
cza działa prawidłowo. Wówczas należy wyłą- CKDIV8, następnie zaprogramować pamięć testowanych czy wyszukiwanych układów
czyć zasilanie i umieścić mikrokontroler w pod- Flash mikrokontrolera plikiem dostępnym z interfejsem I2C należy:
stawce U2. Do wyświetlacza montujemy listwę w materiałach dodatkowych do artykułu. " w sekcji deklaracji stałych należy zdefi-
goldpin 16×1. W czterech otworach pod wy- niować nazwÄ™ ukÅ‚adu,
świetlacz LCD montujemy słupki dystansowe Użytkowanie " w sekcji deklaracji procedur (podprogra-
o długości ok. 20 mm (otwór na wylot). Mocuje- Po zaprogramowaniu pamięci Flash mikro- mów) dopisać nazwę procedury testowej,
my je do płytki czterema śrubami M3 (słupki po kontrolera i prawidłowym starcie układu wyświe- " w podprogramie dodać warunki decyzyj-
stronie elementów, śruba wkręcana od strony tli się komunikat powitalny, a następnie oprogra- ne związane z adresami możliwymi dla
lutowania). Następnie zakładamy wyświetlacz mowanie zasugeruje naciśnięcie przycisku SW1. danego układu (producent udostępnia
LCD, pilnując, by listwa goldpin wyświetlacza Jego naciśnięci uruchamia procedurę wyszukiwa- zazwyczaj kilka możliwości zaadresowa-
trafiła dokładnie w gniazdo oznaczone jako nia układów dołączonych do magistrali I2C. nia danego układu  grupę adresową),
DP1. Wyświetlacz mocujemy do słupków dy- Program napisano w języku Bascom AVR. " dodać zadeklarowany wcześniej podpro-
stansowych za pomocą czterech śrub M3. Biblioteka obsługi interfejsu I2C, w którą jest gram (procedurę testową),
Po zmontowaniu układu można zapro- standardowo wyposażony kompilator tego " mile widziane, aby wynikami pracy po-
gramować mikrokontroler. Ze względu na języka, udostępnia zmienną systemową Err dzielić się z autorem projektu.
zastosowanie nowego mikrokontrolera ATti- przyjmującą wartość 1, gdy wystąpił błąd ko- Mariusz Ciszewski
ny4313 należy upewnić się, że programator munikacji I2C lub wyzerowaną, gdy komunika- [e-mail]
REKLAMA
ELEKTRONIKA PRAKTYCZNA 12/2011 31