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串口通讯

2022-02-08 11:48:24   1  举报

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AI智能生成

集合TTL电平/CMOS电平/UART/IIC/SPI串口知识点

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大纲/内容

TTL电平

CMOS电平

TTL电平与CMOS电平转换

CMOS电平能驱动TTL电平

TTL电平不能驱动CMOS电平，需加上上拉电阻

TTL电平与CMOS电平区别

CMOS具有更大的抗噪区域

电路驱动能力不一样，TTL25mA,CMOS一般10mA

需要输入电流不一样，TTL电平2.5mA左右，CMOS几乎不需要电流输入

很多器件都是兼容TTL和CMOS，不考虑速度和性能，一般可以互换

UART

串行、异步、全双工

数据帧

硬件连接

串口使用

UART控制器-Exynos4412

RS232-RS485

UART存在的问题

RS232接口

RS232信号

TTL与RS232电平转换

MAX232芯片

RS232存在的问题

RS485

RS485协议

两线制

接线方式为总线式拓扑结构，在同一总线上可同时存在多个节点

数据发送和接收都使用这对差分信号线，发送和接收不能同时进行（半双工）

TTL与RS485电平转换

MAX485芯片

RS485优势

IIC总线

多主机总线，连接在IIC总线上的器件为主机和从机，主机有权发起和结束一次通信， 而从机只能为主机呼叫

可挂载多个芯片

IIC总线特点

当总线上有多个主机同时启用总线时，IIC也具备冲突检测和仲裁的功能来防止错误产生

连接IIC总线器件有一个唯一的地址（7bit），每个器件可作为主机也可作为从机 （同一时间只能有1个主机），总线上器件的增加和删除不影响其他器件的正常工作

IIC总线通信过程

7位，最后1位决定字节传送方向，0：主机->从机，1：从机->主机

IIC总线信号的实现

起始信号：SCL为高电平时，SDA由高变低表示起始信号 停止信号：SCL为高电平时，SDA由低变高表示停止信号 起始和停止信号都由主机发出

数据线线SDAS高电平表示逻辑1，低电平表示逻辑0

字节传送与应答

同步信号

典型时序

主机向从机发送数据

从机向主机发送数据

主机先想从机发送数据，然后从机再向主机发送数据

Exynos4412下的IIC控制器

标准模式下支持最大100kb/s传输速度，400kb/s（快速模式）

SPI总线

高速、全双工、同步的串行通信总线

寻址方式

SPI通信过程

采用同步工作方式，SCLK线在上升沿或下降沿时发送器向数据线上发送数据， 紧接着下降沿或上升沿时接收器从数据线上读取数据，完成1位数据传送， 8个时钟周期即可完成1个字节数据的传送

极性和相位

SPI总线有4种不同的工作模式，取决于极性CPOL和相位CPHL

CPOL表示SCLK空闲时的状态，CPOL=0，空闲时SCLK为低电平， CPHL=1，空闲时SCLK为高电平；

SPHA表示采样时刻，CPHA=0，每个周期的第1个时钟沿采样， CPHA=1，每个周期的第二个时钟沿采样

IIC和SPI的异同

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PLC为主站通讯流程

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