嵌入式接口技术——通信
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硬件:通信(相互通道)、输入(前向通道)、输出(后向通道)
部件:传感器、执行器、人机界面、相互通信、电源
硬件-通信(相互通道)外围部件的扩展是利用这些通道进行的。
串行通信UART:在一根通信线上传输数据信息与联络信息。区分这2类信息的约定即通信协议。
- 单工通信
- 半双工通信
- 全双工通信
串行通信方式:异步通信与同步通信(需要时钟)
异步协议一般用在数据速率较低的场合。高速传输时,一般采用同步协议。
异步通信是按字符帧传输:1个起始位(‘0’)、5-8个数据位、1个奇偶校验位(不一定需要)与1-2个停止位(‘1’)。
停止位:接收方的保护时间,使接收方有足够的时间处理收到的数据。
异步通信对字符的格式、波特率、校验位有确定的要求。
异步串行通信性能:发送和接收缓冲器的数量。
发送时检查:发送缓冲区是否满;移位寄存器有没有发送完。
常见错误:奇偶校验错;帧出错;溢出错(接收字符未读,后续字符则覆盖)。
RS-232C:点对点的。
串行接口标准:把0和1的距离拉开,为了传得更远。
逻辑1=-3-15V 逻辑0=+3+15V (反向放大)数据发送与接收
信号有效+3+15V 信号无效-3-15V 控制与状态信号
TTL与EIA-RS-232C转换:
利用MC1488/1489来连接TTL与RS-232C,且外接电源。
现在是MAX232转换,按电源(5V与3.3V)或电容分类(电解电容、瓷片电容、无电容)。
RS-232C易损坏接口电路的芯片。
RS-485:多对多的。
逻辑“1” +2+6V 逻辑“0” -2-6V 不易损坏接口芯片。
有抑制共模干扰的能力。为了传输更长的距离,需要加485中继器,可加多个节点。工程上是分组的处理。
注意事项:极性、最远端端匹配电阻、T型线长度、线路保护。
串行通信协议应用注意事项:
- 接收与死机(超时处理、重新初始化、接收缓冲区防溢出)
- 停止位(又叫数据保护时间,1.5个二进制位的时间)位数与可靠通信(有效通信速率、保障接收方的数据处理时间)
- 波特率精度(±2.5%,外置振荡器、配置选择与通信精度)与可靠通信
- 通信协议、帧格式、收发切换时间及校验
- 帧间隔(字符帧、通信协议帧)、帧长度
- 波特率与通信距离
I2C总线:简单与有效。
数据线SDA与时钟线SCL。两根信号线必须OC并接上拉电阻。各种设备均并联在这条总线上,每个设备都有唯一的地址。
可以有多次启动信号。终止信号P最高级别的中断。
SPI
1-WRIE(单总线)