Qu'est-ce qu'un protocole de communication sur port série ? Il en existe plusieurs courants

Il existe plusieurs protocoles de communication en série

Avant de parler du protocole de communication du port série, nous devons savoir que les protocoles de communication série comprennent les protocoles du système de communication interne et les protocoles inter-systèmes. Nous allons donc les expliquer un par un ci-dessous.

Protocoles internes du système : Les protocoles les plus courants sont le protocole CAN, le protocole I2C et le protocole SPI.

Protocoles inter-systèmes : Les plus courants sont le protocole USART, le protocole UART et le protocole USB.

Qu'est-ce qu'un protocole de système interne ? Un protocole système interne est utilisé pour communiquer entre deux dispositifs sur la carte. En utilisant ces protocoles internes, nous étendrons les périphériques du microcontrôleur sans utiliser les protocoles internes. L'utilisation de ces protocoles augmente la complexité du circuit et la consommation d'énergie. L'utilisation de ces protocoles permet de réduire la complexité du circuit et la consommation d'énergie, de réduire les coûts et de sécuriser l'accès aux données.

Qu'est-ce qu'un protocole intersystème ? Un protocole intersystème est utilisé pour communiquer entre deux appareils différents. Comme la communication entre l'ordinateur et le kit de microcontrôleur. La communication s'effectue via le système de bus interne.

Protocole CAN

CAN est l'abréviation de "Controller Area Network" (réseau de contrôleurs). Il s'agit d'un protocole de communication série. Il nécessite deux lignes CAN high (H) et CAN low (H-). Il a été développé par Robert Bosh Corporation en 1985 pour être utilisé dans les réseaux automobiles. Il est basé sur un protocole de transport orienté message.

Le protocole CAN est couramment utilisé dans les réseaux électroniques des automobiles, des avions et des systèmes médicaux. Parmi les produits courants, citons l'équipement CAN vers Ethernet USR-CANET200.

Les années 1970 ont été l'époque où les constructeurs automobiles ont commencé à introduire de nouvelles fonctions telles que le freinage antiblocage, la climatisation, la commande de vitesse, le verrouillage centralisé des portes, etc. Ces fonctions nécessitent un câblage supplémentaire et des conceptions complexes, ce qui augmente les coûts et les risques. Pour résoudre ces problèmes, Robert Bosch a introduit le protocole CAN dans les années 1980. Ce protocole de communication par port série a été normalisé sous la référence ISO11898 en 1993. C'est le protocole CAN qui a complètement transformé la communication entre les capteurs avancés.

Protocole I2C

Le bus I2C a été développé par Philips Semiconductors. Son objectif initial était de fournir un moyen facile de connecter l'unité centrale à des puces périphériques. Dans les systèmes intégrés, les périphériques sont souvent connectés au microcontrôleur en tant que dispositifs à mémoire mappée. L'I2C ne nécessite que deux fils pour connecter tous les périphériques au microcontrôleur. Ces lignes actives, appelées SDA et SCL, sont bidirectionnelles. La ligne SDA est la ligne de données série, tandis que la ligne SCA est la ligne d'horloge série.

I2C est l'abréviation de Inter Integrated Circuit (circuit intégré). L'I2C ne nécessite que deux fils pour connecter tous les périphériques au microcontrôleur. I2C ne nécessite que deux fils, SDA (ligne de données série) et SCL (ligne d'horloge série), pour transférer des informations entre les périphériques. C'est le maître du protocole de communication esclave. Chaque esclave possède une adresse unique. L'appareil maître envoie l'adresse et les drapeaux de lecture/écriture de l'appareil esclave cible. Cette adresse correspond à tout appareil esclave allumé, les autres appareils esclaves étant en mode désactivé. Une fois que les adresses correspondent, la communication s'établit entre le maître et l'esclave, et les données sont envoyées et reçues. L'émetteur envoie 8 bits de données et le récepteur répond avec 1 bit de confirmation. Une fois la communication terminée, la station maître émet une condition d'arrêt.

Protocole SPI

SPI signifie Serial Peripheral Interface (interface périphérique série). Il s'agit d'un des protocoles de communication de port série développés par Motorola. Le protocole SPI est parfois appelé protocole à 4 fils. Il nécessite quatre fils : MOSI, MISO, SS et SCLK. Le protocole SPI est utilisé pour communiquer entre les dispositifs maître et esclave. L'hôte configure d'abord l'horloge avec la fréquence. L'hôte sélectionne ensuite un dispositif esclave spécifique avec lequel communiquer à l'aide d'un bouton à tirette. La sélection de ce dispositif spécifique lance la communication entre le maître et cet esclave spécifique. Le maître ne sélectionne qu'un seul esclave à la fois. Il s'agit d'un protocole de communication en duplex intégral. Dans le cas des transferts de bits, il n'est pas limité aux mots de 8 bits.

Protocole USART

USART signifie Universal Synchronous and Asynchronous Transmitter and Receiver (émetteur et récepteur universel synchrone et asynchrone). Il s'agit d'un protocole de communication série à deux fils. Les lignes de signal du câble de données sont appelées Rx et TX. Ce protocole est utilisé pour envoyer et recevoir des données octet par octet avec des impulsions d'horloge. Il s'agit d'un protocole full-duplex, ce qui signifie que les données sont envoyées et reçues simultanément à des vitesses différentes. Différents dispositifs communiquent avec le microcontrôleur par le biais de ce protocole. Par exemple, les télécommunications.

Protocole UART

UART signifie Universal Asynchronous Transmitter and Receiver (émetteur et récepteur asynchrone universel). Le protocole UART est une communication série avec deux protocoles câblés. Les lignes de signal du câble de données sont appelées Rx et Tx. La communication série est couramment utilisée pour envoyer et recevoir des signaux. Elle est transmise et communiquée avec le port série pour recevoir des données sans impulsion. L'UART reçoit les octets de données et envoie les bits individuels de manière séquentielle.

Le protocole USAT est généralement utilisé comme périphérique du MCU dans les systèmes embarqués ; en général, le niveau TTL est directement dérivé de la broche de la puce ; et le niveau RS232 peut être connecté à la puce de conversion au milieu : Normes pour la communication en série

UART est un protocole half-duplex. Half-duplex signifie qu'il est possible de transmettre et de recevoir des données, mais pas simultanément. La plupart des contrôleurs disposent d'un UART matériel sur la carte. Il utilise une ligne de données pour envoyer et recevoir des données. Il comporte un bit de départ, des données de 8 bits et un bit d'arrêt, indiquant que les données de 8 bits sont transmises de haut en bas. Par exemple : courrier électronique, messages textuels, talkies-walkies, équipement de transmission IoT industriel, serveur série.

Protocole USB

USB signifie Universal Serial Bus (bus série universel). Il s'agit là encore d'un protocole à deux fils pour la communication en série. Les fils de signal du câble de données sont marqués D et D-. Ce protocole de communication par port série est utilisé pour communiquer avec les périphériques du système. Le protocole USB est utilisé pour envoyer et recevoir des données en série à l'hôte et aux périphériques. La communication USB nécessite un logiciel pilote basé sur les capacités du système. Les périphériques USB peuvent transmettre des données sur l'hôte sans bus requis. Aujourd'hui, la plupart des appareils utilisent cette technologie pour communiquer avec le protocole USB. Utilisez l'USB pour communiquer avec le contrôleur ARM comme un ordinateur. L'USB transfère les données selon différents modes. Le premier est un mode lent de 10 kbps à 100 kbps ; le second est un mode à pleine vitesse de 500kbps à 10mbps et un mode à haute vitesse de 25mbps à 400Mbps. La longueur maximale du câble USB est de 4 mètres.

Par exemple : concentrateurs, commutateurs, souris, claviers, lecteurs de stylo.