Створення загальної шини виступає як АБО

Для нетерплячих можна пропустити фон.

Фон

Я програмую набір мікроконтролерів, які спілкуються з SPI. Є один господар і nраби, які поділяють автобус. Вибір мікросхеми немає. (Це не поганий дизайн, але nвін великий і не вистачає місця для nдодаткових ліній).

Тому відповідальність рабів утримувати MISO у високому опорі і, принаймні, один з них говорить. Це робиться, відповідаючи лише тоді, коли їх ідентифікатор опитується.

Тепер ми хотіли б здійснити початкову фазу відкриття, коли майстер виявляє рабів із тим, які ідентифікатори додаються до нього. Щоб полегшити життя (з деяких аспектів), ми хотіли б, щоб ідентифікатор був унікальним (і, наприклад, 32 біти). Це робить неможливим для майстра просто опитувати ідентифікатори один за одним і бачити, хто відповідає (можливостей занадто багато).

Щоб вирішити цю проблему, я розробив варіант бінарного пошуку, коли раби спільно реагують і господар може швидко знайти мінімальний ідентифікатор. Веденому з цим ідентифікатором говорять більше не брати участь, і алгоритм повторюється. (Деталі неважливі).

Однак є одна проблема. Колективна відповідь повинна бути логічним АБО (або логічним І) усіх відповідей. Мені сказали, що лінія може бути налаштована таким чином, що шина MISO може діяти як логічний АБО. Що мені сказали:

• Встановіть MISO на master як Pull-up і
• Встановіть MISO на кожного раба як Open-drain.

Я спробував це, але навіть при одному підлеглому ця конфігурація не працює (осцилограф показує постійний нуль на лінії). Якщо я налаштував MISO на ведучому як вхід з високим імпедансом, я можу за допомогою осцилографа побачити, що напруга падає вдвічі, коли біти виходів з двох невільників відрізняються (в основному я припускаю, що це коротке замикання).

Примітка: конфігуруючи MISO на master як високий імпеданс, і підлеглі кожен, як push-pull, я можу поговорити з кожним з них окремо, навіть якщо їх багато в одній шині. Я маю на увазі, я сумніваюся, що це проблема самої лінії.

Питання

Моє запитання: якщо це взагалі можливо, і якщо так, то як я можу налаштувати вхідні та вихідні шпильки головного та ведучого, щоб спільна лінія MISO діяла як логічне АБО (або логічне І)?

Редагувати

1. Виявилося, це АБО з негативно-істинною логікою (в основному, І).

2. Проблема з одним веденим була вирішена записом 1 на підтягувальний штифт на ведучому. Раніше він мав початковий стан 0.

Редагувати 2

Виявилося, що підлеглий ST переосмислює мою конфігурацію MISO GPIO як відкриту зливу і змушує її високо, коли пишеться. Я вирішив замовити SPI та вивести MISO в цьому конкретному випадку вручну.

Ваш SPI-без вибору - це те, що Microchip використовує на своїх мікросхемах MCP23017 (та інших). Нічого поганого в цьому підході.

Так, те, що ви хочете, можливо, але ви повинні змусити рабів бути відкритими. Можна обдурити, поставивши послідовно діод (Шоткі) з кожним виходом, якщо ви не можете змусити їх поводитись як з відкритим стоком.

Ваш підхід до перерахування такий же, як використовується однопровідної шиною Dallas для перерахунку, а шиною CAN для арбітражу.

Але серйозним недоліком вашого підходу є те, що швидкість тепер обмежена часом підйому, керуючись підтягуючим резистором. Це буде повільніше, ніж коли керується виштовхувальним виходом, і, ймовірно, обмежить швидкість, з якою ви можете керувати шиною.

Якщо у вас є два штифта, щоб запасти на кожного раба, ви могли б зав'язати їх ланцюжками і створити схему перерахування, що базується на їхньому місці в ланцюжку ромашок.

• Встановіть MISO на master як Pull-up і
• Встановіть MISO на кожного раба як Open-drain.

Я спробував це, але навіть при одному підлеглому ця конфігурація не працює (осцилограф показує постійний нуль на лінії).

Потрібно перевірити, який еквівалентний опір головного штифта вводу-виводу в режимі підтягування.

Як правило, режим підтягування має дуже високий опір, можливо 50 кОм або більше. Він призначений для запобігання зблиску штифта через емі чи іншого шуму або встановлення за замовчуванням дуже повільних керуючих сигналів, і в той же час не витрачати на це занадто багато енергії.

Як вказував Вутер, у шині з відкритим зливом швидкість обмежується підтягуючим резистором. Більш високі значення резистора роблять шину повільніше. Типові значення в I2C (який отримує 100 або 400 кГц) - від 1 до 5 кОм. Вам потрібно схожий опір підтягування, щоб досягти подібної швидкості.

Я думаю, що вам потрібно використовувати зовнішній резистор, що підтягується (від 1 до 5 кОм або більше), а не підтягування штифтів для вводу-виводу майстра для роботи цієї схеми.

Для того, щоб провідна і шина працювала, вузли на шині потрібно бути відкритими, тобто вони повинні передавати

• логіка низька, сильно потягнувши вниз, і
• логіка висока, відключившись від шини.

Крім того, автобус повинен бути слабко підтягнутий.

Своєрідна поведінка, яку ви бачите з одним ведучим, що не передає, і єдиним ведучим передачі, може бути пояснено або тим, що господар сильно підтягується, або раб слабко тягнеться вниз.

Вам потрібно визначити, що з вищезазначеного відбувається.

Покладіть підлеглий в режим високого опору і підключіть шину до землі за допомогою резистора 10 К. Якщо напруга лінії не змінюється істотно, то ведучий сильно підтягується і вам потрібно це виправити. В іншому випадку виконайте таку ж процедуру з веденим (на цей раз підключіть резистор до Vcc); якщо напруга в лінії значно підвищується, підлеглий слабко вниз (виправити це). В іншому випадку шукайте спотворення часу та простору в зоні навколо вас.

Я б запропонував у автобусі пасивного підтягування або пониження (я вважаю, що підтягування), і раби активно керують автобусом (їздять високо і їздять низько), коли їм є що сказати, і пропливати його інакше . Майте команди запиту-адреси, яка приймає адресу та маску, і доручає кожному підлеглому виводити 00 або нічого не робити (продовжуйте плавати його вихід), залежно від того, чи подобається йому адреса та маска. Якщо це можливо, попросіть господаря активно заїхати в автобус за деякий час, перш ніж раби почнуть їздити на ньому. Залежно від сили підтягування та від того, чи ведучий веде шину високо, перш ніж підлеглі дозволять знизити її, може знадобитися обмежити швидкість шини під час фази налаштування. З іншого боку, після завершення налаштування,