Что такое последовательная передача данных? Академическое объяснение - это метод непрерывной передачи одного бита данных по шине в определенный момент времени. Подобно лучнику, стреляющему из своего лука и стрелы часто: уш, уш, уш...
Что такое протокол последовательной передачи данных? Говоря прямо, это метод передачи протокола, используемый в последовательной связи.
Сколько существует типов протоколов последовательной передачи данных? Протоколы последовательной связи включают межсистемные протоколы и внутрисистемные протоколы.
Межсистемный протокол: Межсистемный протокол, используемый для связи между двумя различными устройствами. Подобно общению между компьютером и микроконтроллером. Связь осуществляется через внутреннюю шину. Среди распространенных протоколов - протокол UART, протокол USART и протокол USB.
Внутренний системный протокол: Внутрисистемный протокол используется для связи между двумя устройствами на печатной плате. При использовании этих внутрисистемных протоколов мы будем расширять периферийные устройства микроконтроллера без использования внутрисистемных протоколов. Использование внутрисистемных протоколов увеличивает сложность схемы и энергопотребление. При использовании внутрисистемных протоколов сложность схемы и энергопотребление снижаются, затраты уменьшаются, а доступ к данным становится очень безопасным. К числу распространенных протоколов относятся протокол I2C, протокол SPI и протокол CAN.
Протокол UART
UART stands for Universal Asynchronous Transmitter and Receiver. The UART protocol is a serial communication with two wired protocols. Data cable signal lines are labeled Rx and Tx. Serial communication is commonly used to send and receive signals. It is transmitted and communicated with the serial port to receive data without pulse-like. The UART receives the data bytes and sends the individual bits sequentially.
Протокол USAT обычно используется в качестве периферийного устройства MCU во встраиваемых системах; как правило, уровень TTL напрямую выводится с вывода микросхемы, а уровень RS232 может быть подключен к микросхеме преобразования в середине: Стандарты последовательной связи
UART - это полудуплексный протокол. Полудуплекс означает возможность передавать и принимать данные, но не одновременно. Большинство контроллеров имеют на плате аппаратный UART. Он использует линию данных для передачи и приема данных. Она имеет стартовый бит, 8-битные данные и стоповый бит, указывающий, что 8-битные данные передаются от старшего к младшему. Например: электронная почта, текстовые сообщения, рации, промышленное оборудование IoT для передачи данных, последовательный сервер.
Протокол USART
USART расшифровывается как Universal Synchronous and Asynchronous Transmitter and Receiver. Это последовательная связь по двухпроводному протоколу. Сигнальные линии кабеля данных обозначены как Rx и TX. Этот протокол используется для побайтной передачи и приема данных вместе с тактовыми импульсами. Это полнодуплексный протокол, то есть данные отправляются и принимаются одновременно на разных скоростях. По этому протоколу с микроконтроллером общаются различные устройства. Например, телекоммуникации.
USB-протокол
USB stands for Universal Serial Bus. Again, it is a two-wire protocol for serial communication. Data cable signal wires are marked D and D-. This protocol is used to communicate with system peripherals. The USB protocol is used to send and receive data serially to the host and peripheral devices. USB communication requires driver software based on system capabilities. USB devices can transmit data on the host without any requested bus. Now, most devices today use this technology to communicate with the USB protocol. Use USB to communicate with the ARM controller like a computer. USB transfers data in different modes. The first is a slow mode from 10 kbps to 100 kbps; the second is a full speed mode from 500kbps to 10mbps and a high speed mode from 25mbps to 400Mbps. The maximum USB cable length is 4 meters.
Например: мышь, клавиатура, концентратор, коммутатор, накопитель.
Протокол I2C
I2C stands for Inter Integrated Circuit. I2C requires only two wires to connect all peripherals to the microcontroller. I2C requires only two wires, SDA (serial data line) and SCL (serial clock line), to transfer information between devices. It is the master of the slave communication protocol. Each slave has a unique address. The master device sends the address and read/write flags of the target slave device. This address matches any slave device that is turned on, the remaining slave devices are in disabled mode. Once the addresses match, communication takes place between the master and that slave, and data is sent and received. The transmitter sends 8 bits of data and the receiver replies with 1 bit of confirmation. After the communication is completed, the master station issues a stop condition.
The I2C bus was developed by Philips Semiconductors. Its original purpose was to provide an easy way to connect the CPU to peripheral chips. Peripherals in embedded systems are often connected to the microcontroller as memory mapped devices. I2C requires only two wires to connect all peripherals to the microcontroller. These active lines, called SDA and SCL, are bidirectional. The SDA line is the serial data line, while the SCA line is the serial clock line.
Подтягивающий резистор I2C:
Зачем использовать подтягивающие резисторы в линиях I2C SCL и SDA.
Линии SDA и SCL являются драйверами с открытым разрядом.
Он может подавать на выход низкий и высокий уровень сигнала.
Чтобы линия перешла на высокий уровень, необходимо установить подтягивающий резистор
Протокол SPI
SPI расшифровывается как Serial Peripheral Interface (последовательный периферийный интерфейс). Это один из протоколов последовательной передачи данных, разработанный компанией Motorola. Иногда протокол SPI также называют 4-проводным протоколом. Для него требуется четыре провода MOSI, MISO, SS и SCLK. Протокол SPI используется для связи между ведущим и ведомым устройствами. Сначала хозяин настраивает тактовую частоту. Затем хозяин выбирает конкретное ведомое устройство для связи с помощью кнопки с выдвижной панелью. Выбор конкретного устройства запускает обмен данными между ведущим и ведомым устройствами. За один раз ведущий выбирает только одно ведомое устройство. Это полнодуплексный протокол связи. При передаче битов он не ограничивается 8-битными словами.
Протокол CAN
CAN расшифровывается как Controller Area Network. Это последовательный протокол связи. Он требует наличия двух линий CAN high (H) и CAN low (H-). Он был разработан корпорацией Robert Bosh в 1985 году для использования в автомобильных сетях. Он основан на транспортном протоколе, ориентированном на сообщения.
В 1970-х годах производители автомобилей начали внедрять новые функции, такие как антиблокировочная система тормозов, кондиционер, управление коробкой передач, дверные замки с центральным управлением и т. д. Эти функции требуют прокладки дополнительных проводов и сложной конструкции, что увеличивает затраты и риски. Чтобы преодолеть эти проблемы, в 1980-х годах компания Robert Bosch представила протокол CAN. В 1993 году этот протокол последовательной передачи данных был стандартизирован как ISO11898. Именно протокол CAN полностью изменил обмен данными между современными датчиками.
Протокол CAN широко используется в электронных сетях в автомобилях, самолетах и медицинских системах. К числу распространенных продуктов относится оборудование Can to Ethernet USR-CANET200
Ключевые слова: 4gdtu
