当前位置: 首页 -  必威体育 - 正文

嵌入式常用的通信协议

2019-12-13 18:37 必威体育 左秋118°c
A+ A-

(2) 总线上的从设备通过确认脉冲予以回应。

每台1-Wire设备都具有全球唯一可识别的64位识别码信息,存储在设备内部。对于多台从设备连接到1-Wire总线上的情况,通过解读唯一的识别码,可以寻址总线上存在的各台独立设备。识别码由以下三个部分组成:8位的类别码、48位的序列号以及前56比特数据的8位CRC校验结果。与1-Wire从设备通信的具体流程如下:

主设备负责产生时钟信号,并通过将相应从设备的从设备选择信号拉低为低电平,选通所需的从设备。在没有选通的时候,所有从设备的数据输出线MISO都悬空处于高阻态。

1-Wire总线上的所有通信都是由主设备发起的。其中,通信的最小间隔是时长为60微秒的时隙。复位脉冲占用8个时隙。在通信的开始阶段,主设备将1-Wire总线拉低到低电平,并持续8个时隙(即480 μs),从而发出复位脉冲。如果总线上存在从设备,而且已经准备好进行通信,那么从设备将通过确认脉冲来回应主设备;也就是说,从设备将1-Wire总线拉低到低电平,并持续1个时隙(即60 μs)。为了在1-Wire总线上写入位值1,需要总线主设备将总线拉低,其持续时间为1~15 μs,然后在该时隙的其余时间段释放总线。为了在总线上写入位值0,主设备需要将总线拉低,其持续时间至少为1个时隙(60 μs),最多为2个时隙(120 μs)。为了由从设备读出位值,主设备需要将总线拉低,并持续1~15 μs。为了响应主设备的读数据请求,如果从设备想要发送位值1,那么从设备只需要在该时隙的其余时间段释放总线;如果从设备想要发送位值0,那么从设备需要在该时隙的其余时间段将总线拉低。

图2-27显示了SPI总线上主设备和从设备的连接关系图。

通过将设备地址线硬件连接到所需的逻辑电平上,可以分配I2C设备的地址。在嵌入式设备中,当设计嵌入式硬件的时候,需要分配各种I2C设备的地址并完成硬件连接。系统与I2C从设备通信的工作顺序如下:

5. 并行接口

板上并行接口(parallel interface)通常用于系统与外围设备之间的通信,其中,外围设备通过存储器映射到系统的主控端。只要嵌入式系统的主控处理器/控制器含有并行总线,支持并行总线的设备就可以直接连接到该总线系统上。外围设备与主控端之间具有控制信号接口,可以控制并行总线上的数据通信。这里,通信的控制信号包括读/写信号和设备选择信号。一般说来,外围设备具有设备选择线;只有当主控处理器选通该线的时候,该设备才是有效的。数据传输的方向可以是从主控端到外围设备,也可以是从外围设备到主控端;这是通过读和写控制信号线进行控制的。只有主控处理器能够控制读控制信号和写控制信号。一般说来,外围设备通过存储器映射到主控处理器,从而可以访问分配的地址范围。此时,设备需要使用地址译码电路来产生芯片选择信号。当处理器选择的地址位于设备指定范围内的时候,译码电路对芯片选择线进行触发,从而激活设备。然后,处理器可以使能相应的控制线(分别是RD\与WD\),从而由设备读出数据,或者是向设备写入数据。为了实现并行通信,系统需要严格遵循时序规范。前面已经提到过,并行通信是由主控处理器启动的。如果某外围设备想要对通信进行初始化,那么可以向处理器发出中断,告知相关信息。为了实现上述功能,设备的中断线需要连接到处理器的中断线上,并且主控处理器需要触发相应的中断。需要说明的是,主控处理器的数据总线宽度决定了并行接口的宽度,可以是4位、8位、16位、32位、64位等。设备支持的总线宽度应该与主控处理器完全相同。图2-30显示了并行接口总线上主控处理器和设备的连接关系图。

(5) 主设备将数据由从设备读出,或者是将数据写入从设备。

(6) 如果从设备接收到来自主设备的指令并且地址正确,那么从设备通过SDA线发送确认位(值为1)。

(9) 当时钟线SCL处于逻辑高电平(表示停止)的时候,通过将SDA线拉高到高电平,主设备可以终止数据传输。

嵌入式常用的通信协议

(4) 主设备发送读/写命令,对从设备的内部存储器或寄存器进行读/写操作。

(4) 根据需求,主设备发送读位或写位(位值等于1意味着读操作,位值等于0意味着写操作)。

如今,大多数微处理器/控制器都集成有UART功能,并为串行数据传输与接收提供内置式的指令支持。

随着通信与计算机整合时代的到来,数字化、宽带化和智能化已成为未来通信发展的方向,人类社会对电信业务从质量到业务种类都提出越来越高的要求,而接入网作为电信网的重要组成部分,连接本地交换机与用户,是整个电信网的毛细血管和瓶颈,实现数字化、宽带化和业务综合化的关键。 嵌入式系统是以应用为中心的硬件设计和面向应用的软件产品开发为基础的专用计算机系统,广泛应用于制造工业、过程控制、通信、仪器、仪表、汽车、船舶、航空、航天、军事装备、消费产品等领域。

除了串行数据传输功能以外,UART还可以为控制串行数据流提供硬件握手信号支持。很多半导体厂商都提供了相应的UART芯片。NaTIonal半导体公司生产的8250 UART是具有标准设置的UART,用于IBM PC的早期设计中。

起始位用于告知接收设备:数据字节将要到达接收端。然后,接收设备按照设定的波特率,选中其数据接收线。如果波特率是x比特/秒,那么每个比特可用的时隙是1/x秒。接收设备会精确地在比特可用时隙一半的位置,定时选中数据接收线。如果通信使用了奇偶校验功能,那么UART发送设备会在发送数据流中增加奇偶校验位(取值为1,表示传输比特流中含有奇数个1;取值为0,则表示传输比特流中含有偶数个1)。UART接收设备计算接收到的数据位的奇偶校验结果,并与接收到的奇偶校验位进行比较。UART接收设备丢弃掉接收比特流中的起始位、结束位、奇偶校验位,并将接收到的串行比特数据转换成字(比如,考虑8比特对应于1个字节的情况,接收到8比特,最先接收到的数据位是LSB,最后接收到的数据位是MSB)。

(1) 主设备将复位脉冲发送到1-Wire总线上。

I2C总线支持三种不同的数据速率:标准模式(数据速率为100kb/秒,即100kbps)、快速模式(数据速率为400kb/秒,即400kbps)、高速模式(数据速率为3.4Mb/秒,即3.4Mbps)。第一代I2C设备设计所支持的数据速率只有100kbps,新一代I2C设备则能够以高达3.4Mbps的数据速率工作。

2. SPI总线