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單片機開(kāi)發(fā)常用的通信協(xié)議有哪些以及解析?
在單片機開(kāi)發(fā)的應用中,通信協(xié)議是必不可少的一部分,上位機與下位機,單片機開(kāi)發(fā)與單片機方案,單片機與外設模塊之間的通信都需要通信協(xié)議實(shí)現信息交換和資源共享。由于設備之間不同的傳輸速率、電氣特性、可靠性要求的不同,產(chǎn)生了許多類(lèi)型的適用于不同情況的通信協(xié)議,并被多方接受和使用。主要有以下幾種:
淺析六種常用的單片機通信協(xié)議
一、UART和USART
UART和USART分別名為通用異步收發(fā)器和通用同步異步收發(fā)器(具體后文會(huì )進(jìn)行詳解),速率不快,可全雙工,結構上一般由波特率產(chǎn)生器、UART/USART發(fā)送器、UART/USART接收器組成,硬件上兩線(xiàn),一收一發(fā)。
二、I2C(IIC)
雙向、兩線(xiàn)、串行、多主控接口標準。速率不快,半雙工,同步接口,具有總線(xiàn)仲裁機制,非常適合器件間近距離經(jīng)常性數據通信,可實(shí)現設備組網(wǎng)。
總線(xiàn)仲裁:線(xiàn)與,誰(shuí)發(fā)0就仲裁成功。
三、SPI
高速同步串行口,高速,可全雙工,收發(fā)獨立,同步接口,可實(shí)現多個(gè)SPI設備互聯(lián),硬件3~4線(xiàn);也是所有基于SPI的設備公共有的,他們是SDI(數據輸入),SDO(數據輸出),SCK(時(shí)鐘),CS(片選)。
四、USB
高速同步串行口,高速,可全雙工,由主機、hub、設備組成。設備可以與下級的hub相連構成星型結構。一條USB的傳輸線(xiàn)分別由地線(xiàn)、電源線(xiàn)、D+、D-四條線(xiàn)構成,D+、D-是差分輸入線(xiàn),它使用的是3.3V的電壓。數據在USB線(xiàn)里傳送是由低位到高位發(fā)送的。
五、CAN
采用雙線(xiàn)傳輸,兩根導線(xiàn)分別作為CAN_H、CAN_L,并在終端配備有120Ω的電阻。收到總線(xiàn)信號時(shí),CAN收發(fā)器將信號電平轉化為邏輯狀態(tài),即CAN_H與CAN_L電平相減后,得到一個(gè)插值電平。各種干擾在兩根導線(xiàn)上的作用相同,相減后的插值電平可以濾過(guò)這些干擾。
六、DMA
DMA是指外部設備不通過(guò)CPU而直接與系統內存交換數據的接口技術(shù)。這樣數據的傳送速度就取決于存儲器和外設工作速度。
通常系統總線(xiàn)是由CPU管理的,在DMA方式時(shí),就希望CPU把這些總線(xiàn)讓出來(lái),即CPU連到這些總線(xiàn)上的線(xiàn)處于第三態(tài)(高阻狀態(tài)),而由DMA控制器接管,控制傳送的字節數,判斷DMA是否結束,以及發(fā)出DMA結束信號。