LES
BUS DE TERRAIN
Présentation
Considérons
une chaîne d'acquisition de mesures
composée d'une dizaine de capteurs et d'un ordinateur
central ou bien une voiture qui comporte une centaine de moteurs
électriques, de capteurs, de voyants.
La quantité d'information à véhiculer est telle que la connexion individuelle entre un élément et un organe centralisateur (ordinateur ou microcontrôleur) demanderait un câblage énorme qui serait
La quantité d'information à véhiculer est telle que la connexion individuelle entre un élément et un organe centralisateur (ordinateur ou microcontrôleur) demanderait un câblage énorme qui serait
- très coûteux en matière première
- très coûteux en main d'œuvre pour la fabrication et la pose
- très volumineux et très lourd.
Les
bus de terrain remédient à ces
problèmes en faisant transiter toutes les informations sur
des conducteurs communs à tous les
éléments, les bus.
Les premiers bus de terrains ont été développés par la société Philips pour simplifier la fabrication de ses chaînes Hi Fi.
Les premiers bus de terrains ont été développés par la société Philips pour simplifier la fabrication de ses chaînes Hi Fi.
Toutes les informations doivent être mises dans un format numérique
Chaque élément doit reconnaître qu'on s'adresse à lui.
Il doit être capable de transmettre ses informations et de recevoir des ordres.
Les informations doivent transiter sous forme série.
Informations sous forme série.
Un
microprocesseur ou un microcontrôleur manipule les
données sous forme de nombres binaires dont la longueur est
au minimum de un octet.
Pour la transmission des données sur un bus de type série, les octets doivent être décomposés en leurs éléments constitutifs, les chiffres binaires.
Pour la transmission des données sur un bus de type série, les octets doivent être décomposés en leurs éléments constitutifs, les chiffres binaires.
Il est à noter que la transmission est exécutée au rythme d'une horloge
Transmission I²C
La transmission I²C se fait sur un bus comprenant trois conducteurs :
- un conducteur de transmission des données SDA
- un conducteur de transmission de l'horloge SCL
- la masse
- le début d'une transmission
- la fin d'une transmission
- l'instant de lecture de la donnée
- que le récepteur a bien reçu la donnée
- à
quel composant l'émetteur s'adresse
A
la fin de la transmission d'un octet, l'émetteur attend
que le récepteur accuse réception de l'octet. Cet
accusé de réception se fait par la mise
à l'état bas de la ligne SDA de la part du
récepteur.
La
première partie des données transmises concerne
l'adresse
du composant auquel l'émetteur veut s'adresser. Selon les
composants, le format change mais le principe reste le suivant :
Le
schéma ci-dessus reprend, de manière
simplifiée la
transmission des informations présentée
précédemment. Les lettres 'ack ' indiquent le
moment de
la réponse du récepteur.
Mise en parallèle des périphériques
Une
astuce permet de connecter les périphériques
en
parallèles. Le risque était de créer
des
court-circuits entre les 1 logiques des uns et les 0 logiques
des
autres.
On utilise des composants dont la sortie est dite à collecteur ouvert. Le modèle équivalent est le suivant :
On utilise des composants dont la sortie est dite à collecteur ouvert. Le modèle équivalent est le suivant :
Imaginons
plusieurs périphériques
connectés en parallèle selon le schéma
ci-dessus.
Si tous les interrupteurs équivalents sont ouverts, la ligne
SDA
(ou SCL) est au niveau haut.
Si un seul interrupteur est fermé, la ligne est forcée au niveau bas.
Le court-circuit est évité.
Si un seul interrupteur est fermé, la ligne est forcée au niveau bas.
Le court-circuit est évité.