MSP430 - Arquitetura

MSP430 – Comunicação Serial
Microcontroladores 2
EL08D
Turma T11
Prof. Gabriel Kovalhuk
E-mail: [email protected]
Site: http://paginapessoal.utfpr.edu.br/kovalhuk
Prof. Gabriel Kovalhuk
Microcontroladores 2 - 1ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
Comunicação Serial Síncrona
SPI e I2C
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Microcontroladores 2 - 1ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
Comunicação Serial Síncrona

SPI: Serial Peripheral Interface e I2C: Inter-Integrated Circuit;

Foram idealizados para interligar componentes em uma placa
de circuito impresso;

Mas podem ser usadas para interligar circuitos (placas)
separados;
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Microcontroladores 2 – 1ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

Desenvolvido pela Motorola (hoje Freescale);

Criado para interligar os periféricos ao processador para
pequenas distâncias;

“Concorre” com I2C e One Wire (Dallas Semiconductors);

Geralmente usada para interligar dispositivos como sensores,
displays, memórias, etc.
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MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

Realiza a comunicação full-duplex;

Permite interligar diversos dispositivos através de apenas um
barramento, porém a seleção do dispositivo é feita
individualmente;

A taxa de transferência é definida pelo dispositivo master
(geralmente o microcontrolador) através do sinal de clock;

A seleção do periférico também é definida pelo dispositivo
master através do sinal de seleção (individual para cada
dispositivo slave);
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MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

O barramento é composto de quatro sinais:

MOSI: Master Output – Slave Input;

MISO: Maste Input – Slave Output;

SCLK: Sinal de Clock;

SSn: Sinal de Seleção do dispositivo slave;
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Microcontroladores 2 – 1ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface
Dispositivo
MASTER
MOSI
MOSI
MISO
SCLK
MISO
SCLK
SS1
SS2
SS1
Dispositivo
SLAVE 1
MOSI
MISO
SCLK
SS2
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Dispositivo
SLAVE 2
Microcontroladores 2 – 2ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

Funcionamento:

O dado a ser transmitido pelo master é colocado no
registrador de deslocamento do master e o dados a ser
recebido pelo master deverá estar no registrador de
deslocamento do slave;

O sinal SS é habilitado, avisando ao slave que uma
comunicação será iniciada;

A cada pulso de clock, um bit do master é transferido para
o slave e um bit do slave é transferido para o master;
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Microcontroladores 2 – 1ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

Funcionamento:
MASTER
SLAVE
SCLK
Clock
Registrador de
Deslocamento
MOSI
Registrador de
Deslocamento
MISO
SSn
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Microcontroladores 2 – 2ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

Funcionamento:

Após os dados terem sido totalmente transmitido, o sinal
SS é desabilitado;

Ao final da transmissão, o dado transmitido pelo master
estará no registrador de deslocamento do slave e o dado
transmitido pelo slave estará no registrador de
deslocamento do master;
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MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

Funcionamento:

Por padrão a comunicação SPI permite a configuração das
bordas de transição do clock através de sua polaridade e
fase. A configuração da polaridade se dá através de CPOL
(Clock Polarity), e a configuração da fase se dá através de
CPHA (Clock Phase);
MODO
CPOL
CPHA
Borda
Transição
0
0
0
Subida
Meio do Bit
1
0
1
Descida
Começo do Bit
2
1
0
Descida
Meio do Bit
3
1
1
Subida
Começo do Bit
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MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

Funcionamento:
Escrita Leitura
SCLK
SS
MOSI
7
6
5
4
3
2
1
0
MISO
7
6
5
4
3
2
1
0 ?
Modo 0: CPHA=0 e CPOL=0
Escrita Leitura
SCLK
SS
MOSI
7
6
5
4
3
2
1
0
MISO ?
7
6
5
4
3
2
1
0
Modo 3: CPHA=1 e CPOL=1
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MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

Exemplos:
Fonte: http://www.embarcados.com.br/modulo-matriz-de-leds-com-max7219/.
<Acessado em 09/05/2016>.
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Microcontroladores 2 – 2ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
SPI: Serial Peripheral Interface

Exemplos:
Fonte:
http://blog.filipeflop.com/modulos/modulo
-ethernet-enc28j60-arduino.html/.
<Acessado em 09/05/2016>.
Prof. Gabriel Kovalhuk
Fonte:
http://blog.filipeflop.com/modulos/cartaosd-com-arduino.html/. <Acessado em
09/05/2016>.
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MSP430 - Comunicação Serial
Comunicação I2C

Desenvolvido pela Philips (hoje NXP);

É usado para a comunicação entre dispositivos lentos
(EEPROMs, A/D and D/A converters, I/O interfaces) e
microcontroladores;

Usa apenas dois barramentos: Dados (SDA) e Clock (SCL);

Inicialmente a frequência de clock máxima era de 100kHz,
mas hoje é capaz de alcançar até 5MHz;
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MSP430 - Comunicação Serial
Comunicação I2C
+Vcc
Resistores de
pull-up
SDA
SCL
MASTER
SLAVE
1
SLAVE
2
SLAVE
n
GND
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MSP430 - Comunicação Serial
Interface I2C

Permite interligar diversos dispositivos no mesmo
barramento;


O barramento possui apenas dois sinais (mais o GND);

Sinal de dados, chamado de SDA;

Sinal de clock, chamado de SCL;
Cada linha do barramento precisa de um resistor de pull-up;
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MSP430 - Comunicação Serial
Protocolo I2C

Cada frame é composto por um campo de endereço de 7 bits,
um campo de operação de 1 bit (leitura ou escrita) e um
campo de dados de 8 bits

Cada dispositivo SLAVE possui um endereço único;

O endereço é sempre enviado pelo dispositivo master;

Alguns dispositivos SLAVE possuem endereço fixo, enquanto
outros permitem definir os bits mais baixos do endereço para
dar mais flexibilidade ao sistema;

O dispositivo master não precisa de endereço, pois é ele que
gera o sinal de clock e comanda as operações do protocolo;
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MSP430 - Comunicação Serial
Funcionamento do Protocolo I2C

Quando o barramento não está sendo usado, os dois sinais
estão em nível alto;

A comunicação inicia com o master colocando a linha de
dados em nível baixo (start bit);

Em seguida o master coloca o endereço do dispositivo
SLAVE na linha de dados, a operação (leitura/escrita) e
finaliza com o dado;
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MSP430 - Comunicação Serial
Funcionamento do Protocolo I2C
SDA
SCL
Start
bit
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Address
W
/
R
Data
Stop
bit
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MSP430 - Comunicação Serial
Funcionamento do Protocolo I2C

O dado será lido quando o sinal SCL estiver em nível alto e
poderá ser alterado quando o SCL estiver em nível baixo;
SDA
SCL
O dado
deve
estar
estável
Prof. Gabriel Kovalhuk
O dado
pode ser
alterado
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MSP430 - Comunicação Serial
Funcionamento do Protocolo I2C

Se o master vai enviar uma sequência de vários bytes para o
mesmo slave, não é necessário reenviar o campo de
endereço, mas a cada byte enviado o slave deve enviar um
bit de ACK;

O mesmo oscorre se o master vai receber uma sequência de
vários bytes do mesmo slave;

O padrão I2C também permite um endereçamento de 10 bits;

Existem alguns endereços que são reservados e não podem
ser utilizados por dispositivos slave;
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MSP430 - Comunicação Serial
Exemplo de Componente I2C
Endereço Base:
PCF8574: 0x20
PC8574A: 0x38
Prof. Gabriel Kovalhuk
Fonte: https://ve2cuy.wordpress.com/18f4620-2-x-i2c-lcd-withpcf8574/. <Acessado em 09/05/2016>
Microcontroladores 2 – 2ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
Exemplo de Componente I2C
Fonte: https://startingelectronics.org/beginners/start-electronics-now/tut18-twowire-arduino-knight-rider/ . <Acessado em 09/05/2016>
Prof. Gabriel Kovalhuk
Microcontroladores 2 – 2ºSem/2015
MSP430 - Comunicação Serial
Exemplo de Componente I2C
Fonte: https://ve2cuy.wordpress.com/18f4620-2-x-i2c-lcdwith-pcf8574/. <Acessado em 09/05/2016>
Fonte: http://www.ebay.com/itm/PCF8574-IOExpansion-Board-I-O-Expander-I2C-Bus-EvaluationDevelopment-Module-/251047151130. <Acessado
em 09/05/2016>
Prof. Gabriel Kovalhuk
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MSP430 - Arquitetura
Referência Bibliográfica:

MSP430x2xx Family User's Guide, SLAU144I, Texas
Instruments, 2012;

http://www.embarcados.com.br/spi-parte-1/. Acessado em 02
de Novembro de 2015;

http://i2c.info/. Acessado em 02 de Novembro de 2015;
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Microcontroladores 2 - 2ºSem/2014