SPI、IIC、IIS、UART、CAN、SDIO、GPIO、USB總線協議


SPI、IIC、IIS、UART、CAN、SDIO、GPIO總線協議

SPI(Serial Peripheral Interface:串行外設接口)
SPI總線由三條信號線組成:串行時鍾(SCLK)、串行數據輸出(SDO)、串行數據輸入(SDI)。SPI總線可以實現多個SPI設備互相連 接。提供SPI串行時鍾的SPI設備為SPI主機或主設備(Master),其他設備為SPI從機或從設備(Slave)。主從設備間可以實現全雙工通 信,當有多個從設備時,還可以增加一條從設備選擇線。
如果用通用IO口模擬SPI總線,必須要有一個輸出口(SDO),一個輸入口(SDI),另一個口則視實現的設備類型而定,如果要實現主從設備,則需輸入輸出口,若只實現主設備,則需輸出口即可,若只實現從設備,則只需輸入口即可。

IIC(Inter-Integrated Circuit)總線是一種由PHILIPS公司開發的兩線式串行總線,用於連接微控制器及其外圍設備。
I2C總線用兩條線(SDA和SCL)在總線和裝置之間傳遞信息,在微控制器和外部設備之間進行串行通訊或在主設備和從設備之間的雙向數據傳送。
I2C是OD輸出的,大部分I2C都是2線的(時鍾和數據),一般用來傳輸控制信號。

IIS(Inter-IC Sound Bus)是飛利浦公司為數字音頻設備之間的音頻 數據傳輸而制定的一種總線標准。
I2S則大部分是3線的(除了時鍾和數據外,還有一個左右聲道的選擇信號),I2S主要用來傳輸音頻信號。

UART
UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:通用異步收發器)。 UART總線是異步串口,因此一般比前兩種同步串口的結構要復雜很多,一般由波特率產生器(產生的波特率等於傳輸波特率的16倍)、UART接收器、UART發送器組成,硬件上由兩根線,一根用於發送,一根用於接收。

CAN,全稱為“Controller Area Network”,即控制器局域網,是國際上應用最廣泛的現場總線之一。最初,CAN被設計作為汽車環境中的微控制器通訊,在車載各電子控制裝置ECU之 間交換信息,形成汽車電子控制網絡。比如:發動機管理系統、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統中,均嵌入CAN控制裝置。 一個由CAN 總線構成的單一網絡中,理論上可以掛接無數個節點。實際應用中,節點數目受網絡硬件的電氣特性所限制。例如,當使用Philips P82C250作為CAN收發器時,同一網絡中允許掛接110個節點。CAN 可提供高達1Mbit/s的數據傳輸速率,這使實時控制變得非常容易。另外,硬件的錯誤檢定特性也增強了CAN的抗電磁干擾能力。
CAN通訊協議主要描述設備之間的信息傳遞方式。CAN層的定義與開放系統互連模型(OSI)一致。每一層 與另一設備上相同的那一層通訊。實際的通訊發生在每一設備上相鄰的兩層,而設備只通過模型物理層的物理介質互連。CAN的規范定義了模型的最下面兩層:數 據鏈路層和物理層。
CAN能夠使用多種物理介質,例如雙絞線、光纖等。最常用的就是雙絞線。信號使用差分電壓傳送,兩條信號線被稱為“CAN_H”和“CAN_L”, 靜態時均是2.5V左右,此時狀態表示為邏輯“1”,也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯“0”,稱為“顯形”,此時,通常電壓值 為:CAN_H = 3.5V 和CAN_L = 1.5V 。

SDIO
SDIO是SD型的擴展接口,除了可以接SD卡外,還可以接支持SDIO接口的設備,插口的用途不止是插存儲卡。支持 SDIO接口的PDA,筆記本電腦等都可以連接象GPS接收器,Wi-Fi或藍牙適配器,調制解調器,局域網適配器,條型碼讀取器,FM無線電,電視接收 器,射頻身份認證讀取器,或者數碼相機等等采用SD標准接口的設備。

GPIO
GPIO (General Purpose Input Output 通用輸入/輸出)或總線擴展器利用工業標准I2C、SMBus?或SPI?接口簡化了I/O口的擴展。當微控制器或芯片組沒有足夠的I/O端口,或當系統 需要采用遠端串行通信或控制時,GPIO產品能夠提供額外的控制和監視功能。每個GPIO端口可通過軟件分別配置成輸入或輸出。

JTAG
JTAG (Joint Test Action Group 聯合測試行動小組)是一種國際標准測試協議(IEEE 1149.1兼容),主要用於芯片內部測試。
標准的JTAG接口是4線:TMS、 TCK、TDI、TDO,分別為模式選擇、時鍾、數據輸入和數據輸出線。測試復位信號(TRST,一般以低電平有效)一般作為可選的第五個端口信號。一個含有JTAG Debug接口模塊的CPU,只要時鍾正常,就可以通過JTAG接口訪問CPU的內部寄存器和掛在CPU總線上的設備,如FLASH,RAM,內置模塊的寄存器,象UART,Timers,GPIO等等的寄存器。

 

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