【2018年必威体育精装版整理】串口通信课堂讲解.ppt

： 异步通信  中断的概念 异步通信的特点：不要求收发双方时钟的严格一致， 实现容易，设备开销较小，异步通信是按字符传输的。每传输一个字符就用起始位来进来收、发双方的同步。不会因收发双方的时钟频率的小的偏差导致错误。 这种传输方式利用每一帧的起、止信号来建立发送与接收之间的同步。特点是：每帧内部各位均采用固定的时间间隔，而帧与帧之间的间隔时随即的。接收机完全靠每一帧的起始位和停止位来识别字符时正在进行传输还是传输结束。 但每个字符要附加2～3位用于起止位，各帧之间还有间隔，导致传输效率不高。 （使用串口UART中的串行异步通信是一个代表） 进行数据传输时，发送和接收双方要保持完全的同步，因此，要求接收和发送设备必须使用同一时钟。 优点是可以实现高速度、大容量的数据传送；缺点是要求发生时钟和接收时钟保持严格同步，同时硬件复杂。 （典型代表SPI、IIC） 同步通信 同步通信面向位的同步格式 将数据块看作数据流，并用序为开始和结束标志。为了避免在数据流中出现序引起的混乱，发送方总是在其发送的数据流中每出现5个连续的1就插入一个附加的0；接收方则每检测到5个连续的1并且其后有一个0时，就删除该0。 典型的面向位的同步协议如ISO的高级数据链路控制规程HDLC和IBM的同步数据链路控制规程SDLC。 同步通信的特点是以特定的位组合作为帧的开始和结束标志，所传输的一帧数据可以是任意位。所以传输的效率较高，但实现的硬件设备比异步通信复杂。 Here comes your footer ? Page * 串口通信 串行外围设备接口SPI（Serial Peripheral Interface）总线技术是MOTOROLA公司推出的一种同步串行接口。 SPI是一个全双工的串行接口。它设计成可以处理在一个给定总线上多个互联的主机和从机。在一定数据传输过程中，接口上只能有一个主机和一个从机能够通信。在一次数据传输中，主机总是发送一字节数据，而从机也总是向主机发送一字节数据。 SPI Here comes your footer ? Page * 1. 接口 SPI接口经常被称为4线串行总线，SPI协议是主从模式：从机不主动发起访问，总是被动执行操作，数据传输过程由主机初始化。 如图1所示，其使用的4条信号线分别为： 1) SCLK：串行时钟，用来同步数据传输， 由主机输出； 2) MOSI：主机输出从机输入数据线； 3) MISO：主机输入从机输出数据线； 4) SS：片选线，低电平有效，由主机输出。 串口通信 2. 数据传输 在一个SPI时钟周期内，会完成如下操作： 1) 主机通过MOSI线发送1位数据，从机通 过该线读取这1位数据； 2) 从机通过MISO线发送1位数据，主机通 过该线读取这1位数据。 3. 时钟极性和时钟相位 在SPI操作中，最重要的两项设置就是时钟极性Clock polarity（CPOL或UCCKPL）和时钟相位Clock phase（CPHA或UCCKPH）。时钟极性设置时钟空闲时的电平，时钟相位设置读取数据和发送数据的时钟沿。 主机和从机的发送数据是同时完成的，两者的接收数据也是同时完成的。所以为了保证主从机正确通信，应使得它们的SPI具有相同的时钟极性和时钟相位。 串口通信 Here comes your footer ? Page * I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C串行总线有两根信号线：一根双向的数据线SDA；另一根是时钟线SCL。所有接到I2C总线上的设备的串行数据都接到总线的SDA线，各设备的时钟线SCL接到总线的SCL。 I2C总线按字节传输，即每次传输8bits二进制数据，传输完毕后等待接收端的应答信号ACK，收到应答信号后再传输下一字节。等不到ACK信号后，传输终止。空闲情况下，SCL和SDA都处于高电平状态。 能用于替代标准的并行总线，能连接的各种集成电路和功能模块。I2C是多主控总线，所以任何一个设备都能像主控器一样工作，并控制总线。总线上每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备它们自己的能力，它们可以作为发射器或接收器工作。多路微控制器能在同一个I2C总线上共存。 I2C 串口通信 I2C位传输 数据传输：SCL为高电平时，SDA线若保持稳定， 那么SDA上是在传输数据bit； 若SDA发生跳变， 则用来表示一个会话的开始或结束。 数据改变：SCL为低电平时，SDA线才能改变传输的bit。 I2C开始和结束信号 开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平 向低电平跳变，开始传送