Objetivos de aprendizaje

ESCUELA SUPERIOR POLITÉCNICA DEL LITORAL
FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN A LA INGENIERÍA MECATRÓNICA
PRÁCTICA 5
“COMUNICACIÓN TTL E I2C”
ESTUDIANTE: ______________________________________________________
PARALELO: ________

OBJETIVOS DE APRENDIZAJE

Familiarizarse con protocolos básicos de comunicación entre componentes eléctricos, conocer sus diferencias y como aplicarlos. Conocer y utilizar el software Proteus para simular transmisión de datos a través de conexiones TTL e I2C. Familizarce con un sistema embebido básico y envío de datos a un servidor en la nube.

INTRODUCCIÓN
Señales en serie y Paralelas

Ilustración 1 Conexión serie vs paralelo
La comunicación entre ordenadores puede ser paralela o en serie como se muestra en la ilustración 1. Los dispositivos de antaño usaban comunicación en paralelo para la transmisión de gran cantidad de datos, pero gracias a la agilidad de los procesadores actuales se utiliza la conexión en serie, dónde únicamente se necesitan de dos cables para la transmisión de datos, mismos que se envían uno detrás de otro, por lo que toma el nombre de en serie. Estos puertos en serie son conocidos también como UART (Universally asynchronous receiver/transmitter).
Existen muchos protocolos de comunicación, los cuales dependen del tipo de transmisión de datos, puertos usados y sus conexiones. La presente práctica hace énfasis en los protocolos TTL e I2C.
El protocolo TTL (Transistor -Transistor Logic) realiza comunicaciones a través de variaciones de voltaje entre 0V y 3.3 o 5V. Este protocolo es serial asíncrono, esto quiere decir que no depende de una señal de reloj, ampliamente usado dentro de la electrónica embebida dentro de dispositivos de comunicación. Para su comunicación se utilizan dos puertos de conexión TX (Transmite datos) y RX (Recibe datos). Entre dos dispositivos se trabaja bajo la modalidad maestro – esclavo (Ilustración 2) y en este protocolo solo uno de los dispositivos puede estar en control de la línea de comunicación, si se tienen muchos dispositivos se produce un error de contención de bus y no se podrá establecer comunicación. (Ilustración 3)

Ilustración 2 Conexión TTL entre dos dispositivos (Maestro - esclavo)

Ilustración 3 Contención de bus
En el Arduino los puertos Rx y TX establecidos corresponden a los puertos digitales 0 y 1 respectivamente.
Por otro lado, el protocolo I2C (Inter Integrated Circuit) es protocolo estándar sincrónico diseñado para la comunicación entre dispositivos. Este tipo de comunicación a diferenciad de la anterior permite tener más de un maestro y más de un esclavo. Los maestros son los responsables de determinar los tiempos o señales de clock (dado que es sincrónico), mientras que el o los esclavos son los que reciben la señal de reloj junto con los datos. Es decir, el maestro anuncia al esclavo que se enviarán los datos y el esclavo los leerá hasta que el maestro envíe nuevamente un mensaje diciendo que ya terminó de enviarlos. La señal de reloj por otro lado sirve para sincronizar la comunicación entre los dispositivos y además para determinar la velocidad de la transmisión de datos. Los puertos que se utilizan en este protocolo son los siguientes: