일상적인 응용 분야에서 기압 센서는 I²C(IIC라고도 함)와 SPI라는 두 가지 주요 디지털 인터페이스를 사용하는 경우가 많습니다. 차이점, 성능 및 사용 사례를 알면 엔지니어와 애호가가 올바른 것을 선택하고 시스템 설계를 최적화하는 데 도움이 됩니다. 안내:
목록
1. I²C 및 SPI 압력 센서 정의
I²C(Inter-Integrated Circuit) 및 SPI(Serial Peripheral Interface)는 마이크로컨트롤러와 MEMS 기압 센서 사이에 사용되는 일반적인 디지털 버스 프로토콜입니다.
1.1 I²C의 기본
두 개의 와이어: 클록(SCL) 및 데이터(SDA).
하나의 버스에 있는 다중 마스터/다중 슬레이브는 주소를 통해 장치를 식별합니다.
반이중: 한 번에 보내거나 받습니다.
1.2 SPI의 기본
4개 와이어: SCLK, MOSI, MISO 및 CS.
단일 마스터/다중 슬레이브, CS를 사용하여 슬레이브를 선택합니다.
전이중: 동시 읽기/쓰기.
1.3 기압계 사용 사례
I²C 센서: 더 적은 수의 라인, 더 낮은 비용, 빠듯한 핀 예산 및 많은 장치에 더 적합합니다.
SPI 센서: 속도가 더 빠르고 잡음 내성이 강해 시간이 중요한 데이터에 이상적입니다.
비고: SOP 및 DIP 패키지 제품의 연결 정의는 동일합니다.
2. IIC는 I²C와 동일합니까?
IIC는 I²C의 오래된 철자일 뿐입니다. 동일한 프로토콜, 동일한 기능입니다.
2.1 명명 역사
I²C: Philips(현재 NXP)에서 "간집적 회로"로 명명했습니다.
IIC: 이전 데이터시트의 단순화된 약어입니다.
2.2 동일한 사양
IIC 또는 I²C와 관계없이 전압 레벨, 타이밍 및 주소 지정이 정확히 일치하므로 드라이버는 상호 교환 가능합니다.
2.3 실용적인 팁
문서에서 IIC를 볼 때 I²C로 취급하십시오. 추가 학습이 필요하지 않습니다.
3. 속도 비교: I²C와 SPI
속도는 종종 인터페이스 선택을 좌우합니다.
3.1 I²C 속도
표준: 최대 100kHz
고속: 최대 400kHz
Fast‑Plus: 최대 1MHz(장치에 따라 다름)
3.2 SPI 속도
일반적으로 수 MHz에서 최대 수십 MHz입니다. 일부 설계는 100MHz에 도달
라인 길이, 커패시턴스 및 MCU 기능에 따라 다름
3.3 실제 처리량
SPI의 전이중 모드를 사용하면 한 번에 보내고 받을 수 있습니다. I²C의 반이중 및 주소 오버헤드로 인해 속도가 느려집니다. 1MHz에서 I²C는 ~20μs에 2바이트를 전송합니다. 10MHz에서 SPI는 ~1.6μs 내에 이를 수행합니다.
4. SPI와 I²C를 함께 사용
때로는 하나의 시스템에 두 버스가 모두 필요한 경우도 있습니다.
4.1 하드웨어 공유
별도의 핀이나 멀티플렉서(MUX)를 사용하여 하나의 MCU에서 SPI와 I²C를 모두 호스팅합니다.
레벨 이동 및 MUX 타이밍 요구 사항을 살펴보세요.
4.2 드라이버 지원
STM32 또는 Arduino와 같은 플랫폼은 기본적으로 SPI 및 I²C 드라이버를 동시에 실행합니다.
충돌을 피하기 위해 인터럽트 및 DMA 채널을 관리합니다.
4.3 실제 사례
UAV 기압계 설계를 위한 센서 애플리케이션 솔루션에서 I²C는 저속 환경 모니터링에 사용되며 SPI는 고주파 데이터 수집에 사용되며, 두 가지 모두 높은 리소스 활용도와 간섭 없음을 위해 동시에 작동합니다.
5. 신호 유형 & 레벨: 아날로그 또는 디지털? 활성 높음 또는 낮음?
I²C와 SPI는 모두 디지털이지만 여전히 신호 동작을 알아야 합니다.
5.1 SPI 디지털 신호
MOSI/MISO/SCLK는 디지털 펄스입니다.
CS는 디지털입니다(일반적으로 액티브 로우).
5.2 I²C 디지털 신호
SDA/SCL은 오픈 드레인 출력이므로 풀업이 필요합니다.
유휴 버스: 두 노선 모두 높음; 시작, 클록 또는 데이터‑0을 위해 낮게 당깁니다.
5.3 논리 레벨
WF100DP 디지털 센서 시리즈 모듈의 경우:
SPI CS: 일반적으로 "낮은 활성"입니다.
I²C: "높음" = 유휴/중지, "낮음" = 시작 또는 데이터‑0(또는 I2C, 그대로 두기).
6. 선택 가이드: SPI 또는 I²C?
기압 센서 인터페이스를 선택할 때 전력, 속도, 핀 수 및 시스템 레이아웃의 균형을 맞추십시오.
6.1 언제 무엇을 선택할 것인가
핀 - 핀 & 많은 장치 → I²C
높은 대역폭 & 실시간 요구 → SPI
6.2 실제 조언
빠른 테스트를 위해 I²C로 프로토타입을 시작하세요. 성능의 한계에 부딪히거나 타이밍이 더 엄격하다면 SPI로 전환하세요. 선택을 확정하기 전에 항상 오류율, 전력 소비 및 코딩 노력을 벤치 테스트하세요.
결론
이 기사를 통해 우리는 기압 센서 애플리케이션에서 I²C(IIC) 및 SPI의 정의, 성능, 병렬 사용, 신호 특성 및 선택 지점에 대한 포괄적인 분석을 수행했습니다. 간단히 말해서, I²C는 간단하고 유연하며 다중 확장에 적합합니다. SPI는 고속이고 안정적이며 실시간 수집에 적합합니다. 다음 기압계 설계에서 가장 적합한 인터페이스 솔루션을 찾아 장치가 비용을 절감하고 고정밀 해상도 및 샘플링 속도를 가질 수 있기를 바랍니다.
위의 소개는 압력 센서 기술 적용의 표면적인 부분에 불과합니다. 우리는 다양한 제품에 사용되는 다양한 유형의 센서 요소, 작동 방식, 장점과 단점을 계속해서 탐구할 것입니다. 여기에서 논의된 내용에 대해 더 자세히 알아보려면 이 가이드 뒷부분의 관련 콘텐츠를 확인하세요. 시간이 촉박한 경우 여기를 클릭하여 이 가이드의 세부정보를 다운로드할 수도 있습니다. 공기 압력 센서 제품 PDF 데이터.
다른 센서 기술에 대한 자세한 내용은 다음을 참조하십시오. 센서 페이지를 방문하십시오.