電子入門知識(shí)-UART、RS232、RS485、IIC、SPI總線
UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 通用異步收發(fā)器,是一種全雙工的、異步串行數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)位一般為5-8位(太長會(huì)因?yàn)闀r(shí)鐘頻率的緣故,產(chǎn)生誤差)。
一般含串口的芯片集成有 UART 控制器,我們只需要操作其寄存器即可完成通信。
以4412開發(fā)板為例,講解其串口2使用(基本上可以理解為一堆寄存器操作):
設(shè)置主板的 GPA1_0 和GPA1_1 引腳為 UART2的發(fā)送和接收引腳,操作寄存器 GPACON[7:0]
設(shè)置 UART2 的幀格式, ULCON2
8位數(shù)據(jù)位 1位停止位 無校驗(yàn) 正常模式
設(shè)置 UART2 的發(fā)送和接收模式為輪詢模式 UCON2[3:0]
設(shè)置波特率 UBRDIV2/UFRACVAL2
將要發(fā)送的數(shù)據(jù)寫入發(fā)送寄存器
RS232
RS232 和 RS485 是電氣層面的說法,實(shí)際上還是串口協(xié)議。
直接使用串口有會(huì)有如下問題:
電氣接口特性未定義:比如連接器、電平等
使用的是TTL電平,抗干擾能力很差
通信距離短
然后RS232就來了,其連接器標(biāo)準(zhǔn)為 DB9(如下圖,早期的很多PC、投影儀都有這個(gè)接口),主要使用的引腳其實(shí)只有三個(gè)(RXD/TXD/GND),其傳輸距離可達(dá)15m。
RS485
但RS232也有問題
比如電平太高了(-5~-15 表示 1,+5~+15表示0),容易損壞接口電路芯片;
速度低
易產(chǎn)生共模干擾
所以又有了 RS485。RS485采用差分信號(hào),抗干擾能力強(qiáng),傳輸距離可達(dá)1500m;同時(shí)語序多個(gè)收發(fā)器,具備多站能力,能夠形成網(wǎng)絡(luò);電壓低,同時(shí)兼容TTL。
但RS485是半雙工的,編程上需要做一點(diǎn)特殊處理。
差分傳輸是一種信號(hào)傳輸?shù)募夹g(shù),區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法,差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào),這兩個(gè)信號(hào)的振幅相同,相位相反。
在這兩根線上的傳輸?shù)男盘?hào)就是差分信號(hào)。
兩線電壓差 +2 ~ +6表示1,-2 ~ - 6表示0.
IIC
IIC(Inter-Integrated Circuit)其實(shí)是IICBus簡稱,所以中文應(yīng)該叫集成電路總線,它是一種串行通信總線,使用多主從架構(gòu)。
SPI
SPI是串行外設(shè)接口(Serial Peripheral Interface)的縮寫,是一種高速的,全雙工,同步的通信總線,并且在芯片的管腳上只占用四根線,節(jié)約了芯片的管腳,同時(shí)為PCB的布局上節(jié)省空間,提供方便,
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