常用的硬件接口及通信协议详解

:串口串口是串行接口的简称，分为同步传输(USRT)和异步传输(UART)。在同步通信中，发送端和接收端使用同一个时钟。在异步通信中，接受时钟和发送时钟是不同步的，即发送端和接收端都有自己独立的时钟和相同的速度约定。1：RS232接口定义DCD载波检测RXD接收数据向：终端到计算机TXD发送数据向：计算机到终端DTR数据终端准备好GND信号地线DSR数据准备好RTS请求发送CTS清除发送RI振铃扌旨示2:异步串口的通信 协议 离婚协议模板下载合伙人协议 下载渠道分销协议免费下载敬业协议下载授课协议下载 作为UART的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接位地传输。图一给出了其工作模式:空闲位as-金分垃空闲位—第n+1个子符字符数裾启动3=n|丁诃字符数据苛偶校停止启动1110I/OI/OI-!iII/OI/O11111I/OI/O■…图一其中各位的意义如下：起始位：先发出一个逻辑”0的信号， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示传输字符的开始数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1的位数应为偶数（偶校验）或奇数（奇校验），以此来校验资料传送的正确性。停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。空闲位：处于逻辑“1状态，表示当前线路上没有资料传送。波特率：是衡量资料传送速率的指针。表示每秒钟传送的二进制位数。例如资料传送速率为120字符/秒，而每一个字符为10位，则其传送的波特率为10X120=1200字符/秒=1200波特。3:在嵌入式处理器中，通常都集成了串口，只需对相关寄存器进行设置，就可以使用啦。尽管不同的体系结构的处理器中，相关的寄存器可能不大一样，但是基于FIFO的uart框图还是差不多。发送过程：把数据发送到fifo中，fifo把数据发送到移位寄存器，然后在时钟脉冲的作用下，往串口线上发送一位bit数据。接受过程：接受移位寄存器接收到数据后，将数据放到fifo中，接受fifo事先设置好触发门限，当fifo中数据超过这个门限时，就触发一个中断，然后调用驱动中的中断服务函数，把数据写到flip_buf中。二:SPISPI,是英语SerialPeripheralInterface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议。SPI是一个环形总线结构，由ss(cs)sck、sdi、sdo构成，其时序其实很简单，主要是在sck的控制下，两个双向移位寄存器进行数据交换上升沿发送、下降沿接收、高位先发送。上升沿到来的时候，sdo上的电平将被发送到从设备的寄存器中。下降沿到来的时候，sdi上的电平将被接收到主设备的寄存器中。1：技术性能SPI接口是Motorola首先提出的全双工三线同步串行外围接口，采用主从模式(MasterSlave)架构；支持多slave模式应用，一般仅支持单Master。时钟由Master控制，在时钟移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后(MSBfirst)；SPI接口有2根单向数据线，为全双工通信，目前应用中的数据速率可达几Mbps的水平。2:接口定义SPI接口共有4根信号线，分别是：设备选择线、时钟线、串行输出数据线、串行输入数据线。MWMOSI:主器件数据输出，从器件数据输入MISO:主器件数据输入，从器件数据输出SCLK:时钟信号，由主器件产生/SS：从器件使能信号，由主器件控制3:内部结构MASTER-SLAVE4:传输时序SPI接口在内部硬件实际上是两个简单的移位寄存器，传输的数据为8位，在主器件产生的从器件使能信号和移位脉冲下，按位传输，高位在前，低位在后。如下图所示，在SCLK的下降沿上数据改变，上升沿一位数据被存入移位寄存器。SPI接口没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据三：I2CI2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。各种被控制电路均并联在这条总线上，就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作，所以每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器），又是发送器（或接收器），这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该调整的类别（如对比度、亮度等）及需要调整的量。这样，各控制电路虽然挂在同一条总线上，却彼此独立，互不相关。JSDA1一卜SCLjsetSDASCLSDA製控】C4被控IC3SCLSDASCLSDAS®IC2被控IC11：I2C信号类型I2C总线有两根信号线，一根为SDA（数据线），一根为SCL（时钟线）。任何时候时钟信号都是由主控器件产生。2：I2C总线协议工作原理以启动信号START来掌管总线，以停止信号STOP来释放总线每次通讯以START开始，以STOP结束；启动信号START后紧接着发送一个地址字节，其中7位为被控器件的地址码，一位为读/写控制位R/W,R./W位为0表示由主控向被控器件写数据，R/W为1表示由主控向被控器件读数据；当被控器件检测到收到的地址与自己的地址相同时，在第9个时钟期间反馈应答信号;每个数据字节在传送时都是高位（MSB）在前;恶if卄F沖\11*■」i_ji.ji.jrr~）_j停此开嫡DADO字节持输应答3:I2C协议读写过程读过程主控在检测到总线空闲的状况下，首先发送一个START信号掌管总线；发送一个地址字节（包括7位地址码和一位R/W）；当被控器件检测到主控发送的地址与自己的地址相同时发送一个应答信号（ACK）；主控收到ACK后释放数据总线，开始接收第一个数据字节；主控收到数据后发送ACK表示继续传送数据，发送NACK表示传送数据结束；主控发送完全部数据后，发送一个停止位STOP，结束整个通讯并且释放总线；写通讯过程：主控在检测到总线空闲的状况下，首先发送一个START信号掌管总线；发送一个地址字节（包括7位地址码和一位R/W）；当被控器件检测到主控发送的地址与自己的地址相同时发送一个应答信号（ACK）；主控收到ACK后开始发送第一个数据字节;被控器收到数据字节后发送一个ACK表示继续传送数据，发送NACK表示传送数据结束；主控发送完全部数据后，发送一个停止位STOP，结束整个通讯并且释放总线；4：I2C协议总线信号时序分析总线空闲状态SDA和SCL两条信号线都处于高电平，即总线上所有的器件都释放总线，两条信号线各自的上拉电阻把电平拉高；启动信号START时钟信号SCL保持高电平，数据信号SDA的电平被拉低（即负跳变）。启动信号必须是跳变信号，而且在建立该信号前必修保证总线处于空闲状态；停止信号STOP时钟信号SCL保持高电平，数据线被释放，使得SDA返回高电平（即正跳变），停止信号也必须是跳变信号。数据传送SCL线呈现高电平期间，SDA线上的电平必须保持稳定，低电平表示0（此时的线电压为地电压），高电平表示1（此时的电压由元器件的VDD决定）。只有在SCL线为低电平期间，SDA上的电平允许变化。应答信号ACKI2C总线的数据都是以字节（8位）的方式传送的，发送器件每发送一个字节之后，在时钟的第9个脉冲期间释放数据总线，由接收器发送一个ACK（把数据总线的电平拉低）来表示数据成功接收。无应答信号NACK在时钟的第9个脉冲期间发送器释放数据总线，接收器不拉低数据总线表示一个NACK,NACK有两种用途：一般表示接收器未成功接收数据字节；当接收器是主控器时，它收到最后一个字节后，应发送一个NACK信号，以通知被控发送器结束数据发送，并释放总线，以便主控接收器发送一个停止信号STOP。四：TCP/IP