一、相关术语:

1.1.串行:在计算机总线或其他数据通道上,每次传输一个位元数据,并连续进行以上单次过程的通信方式

1.2.并行:多比特数据同时通过并行线进行传送,这样数据传送速度大大提高,但并行传送的线路长度受到限制,因为长度增加,干扰就会增加,数据也就容易出错

 

1.3.同步:要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致,发送端发送连续的比特流(多采用 时钟线CLK)

1.4.异步:不要求接收端时钟和发送端时钟同步,发送端发送完一个字节后,可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节(多采用 约定相同波特率 BaudRate)

 

1.5.全双工:双向同时通信,即通信的双方可以同时发送和接收信息的信息交互方式

1.6.半双工:数据传输指数据可以在一个信号载体的两个方向上传输,但是不能同时传输

1.7.单工:消息只能单方向传输的工作方式,发送端和接收端的身份是固定的,发送端只能发送信息,接收端只能接收信息。

 

1.8.差分信号:区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相同,相位相反,抗干扰能力强。

二、I2C 通讯:

2.1.特点:串行、同步、半双工、非差分、低速率、总线式

2.2.多主多从通讯,通过芯片地址控制收发,I2C使用一个7bit的设备地址(4bit厂商地址 和 3bit引脚地址)

常用的通讯协议I2C,SPI,UART.....

2.3.多用于板级和短距离数据传输

2.4.缺点:数据传输速率比SPI慢、数据帧的大小限制为8位、实现比SPI更复杂的硬件

2.5.应用场景:EEPROM、实时时钟、LCD、及其他MCU的接口等

2.6.读写模式格式

常用的通讯协议I2C,SPI,UART.....

2.7.通讯时序图

  • Start信号: SCL=H, SDA=负跳变

  • Stop信号: SCL=H, SDA=正跳变

  • 数据传输信号:SCL=L时,SDA改变; SCL=H时,数据采样; SCL=负跳变 时,数据发送

常用的通讯协议I2C,SPI,UART.....

三、SPI 通讯:

3.1.特点:串行、同步、全双工、非差分、高速、总线式

3.2.一主多从通讯,通过片选信号控制从机收发

常用的通讯协议I2C,SPI,UART.....

3.3.多用于板级和短距离数据传输

3.4.缺点:需要占用主机较多的口线(每个从机都需要一根片选线)、只支持单个主机;没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据

3.5.应用场景:FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等

3.6.四种模式时序

  • CPOL=0,表示当SCLK=0时处于空闲态,所以有效状态就是SCLK处于高电平时

  • CPOL=1,表示当SCLK=1时处于空闲态,所以有效状态就是SCLK处于低电平时

  • CPHA=0,表示数据采样是在第1个边沿,数据发送在第2个边沿

  • CPHA=1,表示数据采样是在第2个边沿,数据发送在第1个边沿

常用的通讯协议I2C,SPI,UART.....

四、UART(TTL)通讯:

4.1.特点:串行、异步、全双工

4.2.通常一对一通讯(通过地址来实现简单的一主多从)

常用的通讯协议I2C,SPI,UART.....

常用的通讯协议I2C,SPI,UART.....

4.2.优点:只使用两根电线、不需要时钟信号、有一个奇偶校验位、只要双方设置后,就可以改变数据包的结构

4.3.缺点:数据帧的大小限制为最多9位、不支持多个从属或多个主系统、每个UART的波特率必须在10%之内

4.4.通讯时序图

  • Start位:先发出一个逻辑”0”信号,表示传输字符的开始

  • Data位:可以是5~8位逻辑”0”或”1”;如ASCII码(7位),扩展BCD码(8位);小端传输,即LSB先发,MSB后发

  • CRC校验位:数据位加上这一位后,使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)

  • Stop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(用于双方同步,停止位时间间隔越长,容错能力越强)

  • Idle空闲位:处于逻辑“1”状态,表示当前线路上没有数据传送

常用的通讯协议I2C,SPI,UART.....

五、串口COM

RS-232通讯

使用流控的主要目的就是在数据量大,有可能出现接受数组溢出的时候,采取的一种协调收发双方的措施,流控设计到RTS和CTS两个口,收发双方都有各自的RTS和CTS

 RS-485

适用于收发双方共享一对线进行通信,也适用于多个点之间共享一对线路进行总线方式联网

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