通信接口介紹

1、IIC通信現(xiàn)今，在低端數(shù)字通信應(yīng)用領(lǐng)域，我們隨處可見IIC(Inter-IntegratedCircuit)和SPI(SerialPeripheralInterface)的身影。原因是這兩種通信協(xié)議非常適合近距離低速芯片間通信。Philips(forIIC)和Motorola(forSPI)出于不同背景和市場需求制定了這兩種標準通信協(xié)議。IIC開發(fā)于1982年，當時是為了給電視機內(nèi)的CPU和外圍芯片提供更簡易的互聯(lián)方式。電視機是最早的嵌入式系統(tǒng)之一，而最初的嵌入系統(tǒng)是使用內(nèi)存映射(memory-mappedI/O)的方式來互聯(lián)微控制器和外圍設(shè)備的。要實現(xiàn)內(nèi)存映射，設(shè)備必須并聯(lián)入微控制器的數(shù)據(jù)線

2、和地址線，這種方式在連接多個外設(shè)時需大量線路和額外地址解碼芯片，很不方便并且成本高。為了節(jié)省微控制器的引腳和和額外的邏輯芯片，使印刷電路板更簡單，成本更低，位于荷蘭的Philips實驗室開發(fā)了Inter-IntegratedCircuitIIC或IIC，一種只使用二根線接連所有外圍芯片的總線協(xié)議。最初的標準定義總線速度為100kbps。經(jīng)歷幾次修訂，主要是1995年的400kbps,1998的3.4Mbps。有跡象表明，SPI總線首次推出是在1979年，Motorola公司將SPI總線集成在他們第一支改自68000微處理器的微控制器芯片上。SPI總線是微控制器四線的外部總線(相對于內(nèi)部總線)。

3、與IIC不同，SPI沒有明文標準，只是一種事實標準，對通信操作的實現(xiàn)只作一般的抽象描述，芯片廠商與驅(qū)動開發(fā)者通過datasheets和applicationnotes溝通實現(xiàn)上的細節(jié)。IIC(INTERICBUS)IIC的數(shù)據(jù)輸入輸出用的是一根線，但是由于IIC的數(shù)據(jù)線是雙向的，所以隔離比較復(fù)雜，SPI則比較容易。所以系統(tǒng)內(nèi)部通信可用IIC,若要與外部通信則最好用SPI帶隔離（可以提高抗干擾能力）。但是IIC和SPI都不適合長距離傳輸。IIC總線是雙向、兩線（SCL、SDA）、串行、多主控（multi-master）接口標準，具有總線仲裁機制，非常適合在器件之間進行近距離、非經(jīng)常性的數(shù)據(jù)通信。

4、在它的協(xié)議體系中，傳輸數(shù)據(jù)時都會帶上目的設(shè)備的設(shè)備地址，因此可以實現(xiàn)設(shè)備組網(wǎng)。IIC通信:是兩根線，發(fā)送的開始狀態(tài)和結(jié)束狀態(tài)都與SCL有關(guān)，SDA上先發(fā)送設(shè)備地址，后發(fā)送寄存器地址和數(shù)據(jù)。硬件簡單，軟件協(xié)議稍微多點，比如開始狀態(tài)，結(jié)束狀態(tài)，數(shù)據(jù)變化狀態(tài)對時序都有嚴格要求IIC是多主設(shè)備的總線，IIC沒有物理的芯片選擇信號線，沒有仲裁邏輯電路，只使用兩條信號線serialdata（SDA）和serialclock（SCL）。IIC協(xié)議規(guī)定：每一支IIC設(shè)備都有一個唯一的七位設(shè)備地址；數(shù)據(jù)幀大小為8位的字節(jié)；數(shù)據(jù)（幀）中的某些數(shù)據(jù)位用于控制通信的開始、停止、方向（讀寫）和應(yīng)答機制。IIC數(shù)據(jù)傳輸速

5、率有標準模式（100kbps）、快速模式（400kbps）和高速模式（3.4Mbps）,另外一些變種實現(xiàn)了低速模式（10kbps）和快速+模式（1Mbps）。物理實現(xiàn)上，IIC總線由兩根信號線和一根地線組成。兩根信號線都是雙向傳輸?shù)?，參考下圖。IIC協(xié)議標準規(guī)定發(fā)起通信的設(shè)備稱為主設(shè)備，主設(shè)備發(fā)起一次通信后，其它設(shè)備均為從設(shè)備。IIC通信過程大概如下。首先，主設(shè)備發(fā)一個START信號，這個信號就像對所有其它設(shè)備喊：請大家注意！然后其它設(shè)備開始監(jiān)聽總線以準備接收數(shù)據(jù)。接著，主設(shè)備發(fā)送個7位設(shè)備地址加一位的讀寫操作的數(shù)據(jù)幀。當所設(shè)備接收數(shù)據(jù)后，比對地址自己是否目標設(shè)備。如果比對不符，設(shè)備進入等待狀

6、態(tài)，等待STOP信號的來臨；如果比對相符，設(shè)備會發(fā)送一個應(yīng)答信號ACKNOWLEDGE作回應(yīng)。當主設(shè)備收到應(yīng)答后便開始傳送或接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀大小為8位，尾隨一位的應(yīng)答信號。主設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)，從設(shè)備應(yīng)答；相反主設(shè)備接數(shù)據(jù)，主設(shè)備應(yīng)答。當數(shù)據(jù)傳送完畢，主設(shè)備發(fā)送一個STOP信號，向其它設(shè)備宣告釋放總線，其它設(shè)備回到初始狀態(tài)。基于IIC總線的物理結(jié)構(gòu)，總線上的START和STOP信號必定是唯一的。另外，IIC總線標準規(guī)定SDA線的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換必須在SCL線的低電平期，在SCL線的高電平期，SDA線的上數(shù)據(jù)是穩(wěn)定的。在物理實現(xiàn)上，SCL線和SDA線都是漏極開路(open-drain)，通過上拉電阻外加一個電

7、壓源，在總線沒用工作的情況下，兩根線默認為高電平。當把線路接地時，線路為邏輯0,當釋放線路，線路空閑時，線路為邏輯1?；谶@些特性，IIC設(shè)備對總線的操作僅有“把線路接地”輸出邏輯0。IIC總線設(shè)計只使用了兩條線，但相當優(yōu)雅地實現(xiàn)任意數(shù)目設(shè)備間無縫通信，堪稱完美。我們設(shè)想一下，如果有兩支設(shè)備同時向SCL線和SDA線發(fā)送信息會出現(xiàn)什么情況。基于IIC總線的設(shè)計，線路上不可能出現(xiàn)電平?jīng)_突現(xiàn)象。如果一支設(shè)備發(fā)送邏輯0，其它發(fā)送邏輯1，那么線路看到的只有邏輯0。也就是說，如果出現(xiàn)電平?jīng)_突，發(fā)送邏輯0的始終是“贏家”。總線的物理結(jié)構(gòu)亦允許主設(shè)備在往總線寫數(shù)據(jù)的同時讀取數(shù)據(jù)。這樣，任何設(shè)備都可以檢測沖突的

8、發(fā)生。當兩支主設(shè)備競爭總線的時候，“贏家”并不知道競爭的發(fā)生，只有“輸家”發(fā)現(xiàn)了沖突當“寫一個邏輯1，卻讀到0時而退出競爭。10位設(shè)備地址：任何IIC設(shè)備都有一個7位地址，理論上，現(xiàn)實中只能有127種不同的IIC設(shè)備。實際上，已有IIC的設(shè)備種類遠遠多于這個限制，在一條總線上出現(xiàn)相同的地址的IIC設(shè)備的概率相當高。為了突破這個限制，很多設(shè)備使用了雙重地址7位地址加引腳地址（externalconfigurationpins）。IIC標準也預(yù)知了這種限制，提出10位的地址方案。10位的地址方案對IIC協(xié)議的影響有兩點：1.地址幀為兩個字節(jié)長，原來的是一個字節(jié)；2.第一個字節(jié)前五位最高有效位用作1

9、0位地址標識，約定是“11110”。除了10位地址標識，標準還預(yù)留了一些地址碼用作其它用途，如下表：時鐘拉伸：在IIC通信中，主設(shè)備決定了時鐘速度。因為時鐘脈沖信號是由主設(shè)備顯式發(fā)出的。但是，當從設(shè)備沒辦法跟上主設(shè)備的速度時，從設(shè)備需要一種機制來請求主設(shè)備慢一點。這種機制稱為時鐘拉伸，而基于I2C結(jié)構(gòu)的特殊性，這種機制得到實現(xiàn)。當從設(shè)備需要降低傳輸?shù)乃俣鹊臅r候，它可以按下時鐘線，逼迫主設(shè)備進入等待狀態(tài)，直到從設(shè)備釋放時鐘線，通信才繼續(xù)。高速模式：原理上講，使用上拉電阻來設(shè)置邏輯1會限制總線的最大傳輸速度。而速度是限制總線應(yīng)用的因素之一。這也說明為什么要引入高速模式（3.4Mbps）。在發(fā)起一次

10、高速模式傳輸前，主設(shè)備必須先在低速的模式下（例如快速模式）發(fā)出特定的HighSpeedMaster”信號。為縮短信號的周期和提高總線速度，高速模式必須使用額外的I/O緩沖區(qū)。另外，總線仲裁在高速模式下可屏蔽掉。更多的信息請參與總線標準文檔。參考自： HYPERLINK /uidT6100003-id-3059814.html /uidT6100003-id-3059814.html關(guān)于IIC的響應(yīng)問題：對于每一個接收設(shè)備（從設(shè)備，slaver），當它被尋址后，都要求在接收到每一個字節(jié)后產(chǎn)生一個響應(yīng)。因此，themasterdevice必須產(chǎn)生一個額外的時鐘脈沖（第九個脈沖）用以和這個響應(yīng)位相關(guān)

11、聯(lián)。在這個脈沖期間，發(fā)出響應(yīng)的從設(shè)備必須將SDA拉低并在時鐘脈沖的高電平期間保持住。這表示該設(shè)備給出了一個ACK。如果它不拉低SDA線，就表示不響應(yīng)（NACK）。另外，在從機（發(fā)送方）發(fā)送完最后一個字節(jié)后主設(shè)備（接收方）必須產(chǎn)生一個不響應(yīng)位，用以通知從機（發(fā)送方）不要再發(fā)送信息了，這樣從機就知道該將SDA釋放了，而后，主機發(fā)出一個停止位給slavero總結(jié)下IIC通訊中，SDA和SCL都是有主機控制的，從設(shè)備只是能夠?qū)DA線拉低而已對于SCL線，從機是沒有任何能力去控制的。從機只能被動跟隨SCL。再說的清楚些：主機發(fā)送數(shù)據(jù)到從機的狀態(tài)下：主機控制SCL信號線和SDA信號線，從機只是在SCL線

12、為高的時候去被動讀取SDA線。主機讀取從機的數(shù)據(jù)的狀態(tài)下：主機來發(fā)出時鐘信號，從機只是保證在時鐘信號為高電平的時候的SDA的狀態(tài)而已。/補充201108311142SDA和SCL已經(jīng)通過上拉電阻被上拉master可以控制（拉低或者釋放）這兩條線，而slaver只能控制SDA線。當master發(fā)送數(shù)據(jù)時,master會適時地將SDA和SCL拉低或釋放（拉高）。確切的時序應(yīng)該是這樣的:當mater要發(fā)送一個start時，mater會將SDA拉低，這就可以了，因為此時的SCL定是High。好了，一個start就這樣發(fā)出去了。而slaver也會發(fā)現(xiàn)這個start信號的發(fā)生，slaver便會準備好接收接

13、下來的數(shù)據(jù)了。緊接著，master要發(fā)送一個Byte的數(shù)據(jù)了，一位一位的發(fā)出這8個bits。這時master會先將SCL拉低，然后在SCL為低的狀態(tài)下將一個bit準備好放到SDA上（比如要發(fā)送一個0，master就會通過拉低SDA來放好這個0），然后master會把SCL拉高（釋放），此時slaver會立刻檢測到SCL的變化，由此聰明的slaver便知道m(xù)aster已經(jīng)將要發(fā)送的那個bit準備好了，slaver便會在這個SCL的高電平期間盡快（maser不會等你很久的哦）去讀取一下SDA，嗯讀到了一個0，slaver就把這個0放到自己的移位寄存器中待后續(xù)處理。master會在一個設(shè)定好的時間后

14、把SCL再次拉低，然后在SCL為低電平期間把下一個bit放到SDA上，然后再把SCL拉高，然后slaver在SCL的高電平期間再去讀SDA。如此反復(fù)8次，一個Byte的傳輸便告結(jié)束。當這8個bit發(fā)完后，SCL是處于低電平的（被master拉低的），SDA是出于高電平的（master已經(jīng)釋放了SDA）。當一個字節(jié)發(fā)送完畢后，master會釋放SDA（拉高）并拉低SCL，此時slaver如果打算發(fā)出一個ACK的話,它必須在這個SCL被master拉低的短暫時間內(nèi)去主動將SDA拉低并保持?。浚ù饲拔覀冋f過，SDA此時已經(jīng)被master釋放，所以slaver才有機會去拉低這個SDA）。master會

15、在一個確定的時間后再次將SCL拉高，并在拉高的期間去讀取SDA線的狀態(tài)，如果讀到低電平，則認為收到了來自slaver的響應(yīng)（ACK）,否則認為slaver沒有響應(yīng)（NACK）剛才發(fā)送的那一個Byte。這個過程就是我們說的i2c通訊中的第9個時鐘周期。當master讀完這個ACK/NACK后，會再次將SCL拉低，用以通知slaver:第9個時鐘周期已經(jīng)結(jié)束，你現(xiàn)在可以釋放SDA了而此時master也可以向SDA上準備下一個Byte的第一個bit。繼而重復(fù)上述過程?；蛘撸琺aster也許想在接下來發(fā)送一個stop過去，那么master會在這個SCL為低的時間內(nèi)將SDA拉低，而后再將SCL拉高，在S

16、CL為高的期間再將SDA釋放（拉高）。這樣，一個STOP位就產(chǎn)生了。你會發(fā)現(xiàn)此后的SDA和SCL都是高，這就是是所謂的總線空閑了！一句話：SCL是單向的，由master控制。而SDA是雙向的，master可以控制，slaver也可以控制。閱讀上述過程時，始終牢記：3DA上的數(shù)據(jù)必須在SCL為高電平期間保持穩(wěn)定，SDA上的數(shù)據(jù)只能在SCL為低電平期間變化。（開始信號和結(jié)束信號例外）！另外，需要注意的是，并非每傳輸8位數(shù)據(jù)之后，都會有ACK信號，有以下3種例外：（1）當從機不能響應(yīng)從機地址時（例如它正忙于其他事而無法相應(yīng)I2C總線的操作，或者這個地址沒有對應(yīng)的從機），在第9個SCL周期內(nèi)SDA線沒

17、有被拉低，即沒有ACK信號。這時，主機發(fā)出一個P信號終止傳輸或者重新發(fā)出一個S信號開始新的傳輸。（2）如果從機接收器在傳輸過程中不能接收更多的數(shù)據(jù)時,它也不會發(fā)出ACK信號。這樣，主機就可以意識到這點,從而發(fā)出一個P信號終止傳輸或者發(fā)出一個S信號開始新的傳輸。（3）主機接收器在接收到最后一個字節(jié)后，也不會發(fā)出ACK信號。于是，從機發(fā)送器釋放SDA線，以允許主機發(fā)出P信號結(jié)束傳輸。IICvsSPI:哪位是贏家？我們來對比一下IIC和SPI的一些關(guān)鍵點：第一，總線拓撲結(jié)構(gòu)/信號路由/硬件資源耗費IIC只需兩根信號線，而標準SPI至少四根信號，如果有多個從設(shè)備，信號需要更多。一些SPI變種雖然只使用

18、三根線SCLK,SS和雙向的MISO/MOSI,但SS線還是要和從設(shè)備一對一根。另外，如果SPI要實現(xiàn)多主設(shè)備結(jié)構(gòu)，總線系統(tǒng)需額外的邏輯和線路。用IIC構(gòu)建系統(tǒng)總線唯一的問題是有限的7位地址空間，但這個問題新標準已經(jīng)解決使用10位地址。從第一點上看，IIC是明顯的大贏家。第二，數(shù)據(jù)吞吐/傳輸速度如果應(yīng)用中必須使用高速數(shù)據(jù)傳輸，那么SPI是必然的選擇。因為SPI是全雙工，IIC的不是。SPI沒有定義速度限制，一般的實現(xiàn)通常能達到甚至超過10MbpsIIC最高的速度也就快速+模式（1Mbps）和高速模式（3.4Mbps），后面的模式還需要額外的I/O緩沖區(qū)，還并不是總是容易實現(xiàn)的。第三，優(yōu)雅性II

19、C常被稱更優(yōu)雅于SPI。公正的說，我們更傾向于認為兩者同等優(yōu)雅和健壯oIIC的優(yōu)雅在于它的特色用很輕盈的架構(gòu)實現(xiàn)了多主設(shè)備仲裁和設(shè)備路由。但是對使用的工程師來講，理解總線結(jié)構(gòu)更費勁，而且總線的性能不高。SPI的優(yōu)點在于它的結(jié)構(gòu)相當?shù)闹庇^簡單，容易實現(xiàn)，并且有很好擴展性oSPI的簡單性不足稱其優(yōu)雅，因為要用SPI搭建一個有用的通信平臺，還需要在SPI之上構(gòu)建特定的通信協(xié)議軟件。也就是說要想獲得SPI特有而IIC沒有的特性高速性能，工程師們需要付出更多的勞動。另外，這種自定的工作是完全自由的，這也說明為什么SPI沒有官方標準。IIC和SPI都對低速設(shè)備通信提供了很好的支持，不過，SPI適合數(shù)據(jù)流應(yīng)

20、用，而IIC更適合“字節(jié)設(shè)備”的多主設(shè)備應(yīng)用。小結(jié)：在數(shù)字通信協(xié)議簇中，IIC和SPI常稱為“小”協(xié)議，相對Ethernet,USB,SATA,PCI-Express等傳輸速度達數(shù)百上千兆字節(jié)每秒的總線。但是，我們不能忘記的是各種總線的用途是什么?！按蟆眳f(xié)議是用于系統(tǒng)外的整個系統(tǒng)之間通信的，“小”協(xié)議是用于系統(tǒng)內(nèi)各芯片間的通信，沒有跡象表明“大”協(xié)議有必要取代“小”協(xié)議。IIC和SPI的存在和流行體現(xiàn)了“夠用就好”的哲學?；貞?yīng)文首，IIC和SPI如此的流行，它是任何一位嵌入式工程師必備的工具。二SPI通信SPI(SerialPeripheralInterface:串行外設(shè)接口)；同步串口通信，

21、全雙工，SPI接口速度可達到10MHZ。是Motorola首先在其MC68HCXX系列處理器上定義的SPI則分為dataIN和dataOUT。由于這個原因，采用IIC時CPU的端口占用少，SPI多一根。SPI總線由三條信號線組成：串行時鐘(SCLK)、串行數(shù)據(jù)輸出(SDO)、串行數(shù)據(jù)輸入(SDI)。SPI總線可以實現(xiàn)多個SPI設(shè)備互相連接。提供SPI串行時鐘的SPI設(shè)備為SPI主機或主設(shè)備(Master)，其他設(shè)備為SPI從機或從設(shè)備(Slave)。主從設(shè)備間可以實現(xiàn)全雙工通信,當有多個從設(shè)備時，還可以增加一條從設(shè)備選擇線。對于有經(jīng)驗的數(shù)字電子工程師來說，用SPI互聯(lián)兩支數(shù)字設(shè)備是相當直觀的。

22、SPI是種四根信號線協(xié)議(如圖)：SCLK:SerialClock(outputfrommaster)；同步串行時鐘。輸出從主。MOSI；SIMO:MasterOutput,SlaveInput(outputfrommaster)；主輸出，從輸入MISO；SOMI:MasterInput,SlaveOutput(outputfromslave)；主輸入，從輸出SS:SlaveSelect(activelow,outputfrommaster).從選擇，由主控制(高低電平有效)SPI是單主設(shè)備(single-master)通信協(xié)議，這意味著總線中的只有一支中心設(shè)備能發(fā)起通信。當SPI主設(shè)備想讀/

23、寫從設(shè)備時，它首先拉低從設(shè)備對應(yīng)的SS線(SS是低電平有效)，接著開始發(fā)送工作脈沖到時鐘線上，在相應(yīng)的脈沖時間上，主設(shè)備把信號發(fā)到MOSI實現(xiàn)“寫”，同時可對MISO采樣而實現(xiàn)“讀”，如下圖：SPI有四種操作模式模式0、模式1、模式2和模式3,它們的區(qū)別是定義了在時鐘脈沖的哪條邊沿轉(zhuǎn)換(toggles，輸出信號，哪條邊沿采樣輸入信號，還有時鐘脈沖的穩(wěn)定電平值(就是時鐘信號無效時是高還是低)。每種模式由一對參數(shù)刻畫，它們稱為時鐘極(clockpolarity)CPOL與時鐘期(clockphase)CPHA。主從設(shè)備：必須使用相同的工作參數(shù)SCLK、CPOL和CPHA，才能正常工作。如果有多個從

24、設(shè)備，并且它們使用了不同的工作參數(shù)，那么主設(shè)備必須在讀寫不同從設(shè)備間重新配置這些參數(shù)。以上SPI總線協(xié)議的主要內(nèi)容。SPI不規(guī)定最大傳輸速率，沒有地址方案；SPI也沒規(guī)定通信應(yīng)答機制，沒有規(guī)定流控制規(guī)則。事實上，SPI主設(shè)備甚至并不知道指定的從設(shè)備是否存在。這些通信控制都得通過SPI協(xié)議以外自行實現(xiàn)。例如，要用SPI連接一支命令-響應(yīng)控制型解碼芯片，則必須在SPI的基礎(chǔ)上實現(xiàn)更高級的通信協(xié)議。SPI并不關(guān)心物理接口的電氣特性，例如信號的標準電壓。在最初，大多數(shù)SPI應(yīng)用都是使用間斷性時鐘脈沖和以字節(jié)為單位傳輸數(shù)據(jù)的，但現(xiàn)在有很多變種實現(xiàn)了連續(xù)性時間脈沖和任意長度的數(shù)據(jù)幀。三RS485通信RS4

25、85采用差分信號負邏輯，+2V+6V表示“0”-6V-2V表示“1”。RS485有兩線制和四線制兩種接線，四線制是全雙工通訊方式，兩線制是半雙工通訊方式。RS485和RS232一樣都是基于串口的通訊接口，數(shù)據(jù)收發(fā)的操作是一致的。RS-485與RS-422樣，其最大傳輸距離約為1219米，最大傳輸速率為10Mb/s。平衡雙絞線的長度與傳輸速率成反比，在100kb/s速率以下，才可能使用規(guī)定最長的電纜長度。只有在很短的距離下才能獲得最高速率傳輸。一般100米長雙絞線最大傳輸速率僅為IMb/s特性：RS-485的電氣特性：邏輯“0”以兩線間的電壓差為+（26）V表示；邏輯“1”以兩線間的電壓差為-（

26、26）V表示。接口信號電平比RS-232降低了，就不易損壞接口電路的芯片，且該電平與TTL電平兼容，可方便與TTL電路連接。RS-485的數(shù)據(jù)最高傳輸速率為10Mbps。RS-485接口是采用平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，抗共模干擾能力增強，即抗噪聲干擾性好。RS-485接口的最大傳輸距離標準值為4000英尺，實際上可達1219米，另外RS-232接口在總線上只允許連接1個收發(fā)器，即單站能力。而RS-485接口在總線上是允許連接多達128個收發(fā)器。即具有多站能力，這樣用戶可以利用單一的RS-485接口方便地建立起設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。因為RS485接口組成的半雙工網(wǎng)絡(luò)，一般只需二根連線（一般叫AB線），所

27、以RS485接口均采用屏蔽雙絞線傳輸。四RS232通信電氣特性：EIA-RS-232C對電氣特性、邏輯電平和各種信號線功能都作了規(guī)定。在TxD和RxD上:邏輯1(MARK)=-3V-15V邏輯0（SPACE）=+3+15V在RTS、CTS、DSR、DTR和DCD等控制線上：信號有效（接通，ON狀態(tài)，正電壓）=+3V+15V信號無效（斷開，OFF狀態(tài)，負電壓）=-3V-15V以上規(guī)定說明了RS-232C標準對邏輯電平的定義。對于數(shù)據(jù)（信息碼）：邏輯“1”（傳號）的電平低于-3V,邏輯“0”（空號）的電平高于+3V；對于控制信號；接通狀態(tài)（ON）即信號有效的電平高于+3V，斷開狀態(tài)（OFF）即信號

28、無效的電平低于-3V，也就是當傳輸電平的絕對值大于3V時，電路可以有效地檢查出來，介于-3+3V之間的電壓無意義，低于-15V或高于+15V的電壓也認為無意義，因此，實際工作時，應(yīng)保證電平在-3V-15V或+3V+15V之間。EIARS-232C與TTL轉(zhuǎn)換：EIARS-232C是用正負電壓來表示邏輯狀態(tài)，與TTL以高低電平表示邏輯狀態(tài)的規(guī)定不同。因此，為了能夠同計算機接口或終端的TTL器件連接，必須在EIARS-232C與TTL電路之間進行電平和邏輯關(guān)系的變換。實現(xiàn)這種變換的方法可用分立元件，也可用集成電路芯片。目前較為廣泛地使用集成電路轉(zhuǎn)換器件，如MC1488、SN75150芯片可完成TT

29、L電平到EIA電平的轉(zhuǎn)換，而MC1489、SN75154可實現(xiàn)EIA電平到TTL電平的轉(zhuǎn)換。MAX232芯片可完成TTLEIA雙向電平轉(zhuǎn)換。缺點：（1）接口的信號電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因為與TTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。傳輸速率較低，在異步傳輸時，波特率為20Kbps；因此在CPLD開發(fā)板中，綜合程序波特率只能采用19200，也是這個原因。接口使用一根信號線和一根信號返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。傳輸距離有限，最大傳輸距離標準值為50英尺，實際上也只能用在15米左右。RS232與USB的特點和比較：RS-

30、232與USB都是串行通信，但無論是底層信號、電平定義、機械連接方式，還是數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議等，兩者完全不同。RS-232是一個流行的接口。在MS-DOS中，四個串行接口稱為COM1、COM2、COM3和COM4，而絕大部分windows應(yīng)用程序最多可以有4個外設(shè)，但是如果用戶要擴充更多外設(shè)時，就必須要用插入式串行卡或者外部開關(guān)盒實現(xiàn)。RS-232點對點連接，一個串口只能連接一個外設(shè)。而USB是一種多點、高速的連接方式，采用集線器能實現(xiàn)更多的連接。USB接口的基本部分是串行接口引擎SIE，SIE從USB收發(fā)器中接收數(shù)據(jù)位，轉(zhuǎn)化為有效字節(jié)傳送給SIE接口；反之，SIE接口也可以接收字節(jié)轉(zhuǎn)化為串行

31、位送到總線。由于PC機串口的最高速率僅為115.2kbps,會形成一個速度瓶頸。RS-232系統(tǒng)包括2個串行信號路徑，其方向相反，分別用于傳輸命令和數(shù)據(jù)，而命令和狀態(tài)必須與數(shù)據(jù)交織在一起；而USB支持分離的命令和數(shù)據(jù)通道并允許獨立的狀態(tài)報告。USB是一種方便、靈活、簡單、高速的總線結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的RS-232接口相比，主要有以下特點：USB采用單一形式的連接頭和連接電纜，實現(xiàn)了單一的數(shù)據(jù)通用接口。USB統(tǒng)一的4針插頭，取代了PC機箱后種類繁多的串/并插頭，實現(xiàn)了將計算機常規(guī)I/O設(shè)備、多媒體設(shè)備(部分)、通信設(shè)備(電話、網(wǎng)絡(luò))以及家用電器統(tǒng)一為一種接口的愿望。USB采用的是一種易于擴展的樹狀結(jié)構(gòu)

32、，通過使用USBHub擴展，可連接多達127個外設(shè)。USB免除所有系統(tǒng)資源的要求，避免了安裝硬件時發(fā)生端口沖突的問題，為其它設(shè)備空出硬件資源。USB外設(shè)能自動進行設(shè)置，支持即插即用與熱插拔。靈活供電。USB電纜具有傳送電源的功能，支持節(jié)約能源模式，耗電低oUSB總線可以提供電壓+5v、最大電流500mA的電源，供低功耗的設(shè)備作電源使用，不需要額外的電源。USB可以支持四種傳輸模式：控制傳輸、同步傳輸、中斷傳輸、批量傳輸，可以適用于很多類型的外設(shè)。通信速度快。USB支持三種總線速度，低速1.5Mbps、全速12Mbps和高速480Mbps。數(shù)據(jù)傳送的可靠性。USB采用差分傳輸方式，且具有檢錯和糾

33、錯功能，保證了數(shù)據(jù)的正確傳輸。低成本。USB簡化了外設(shè)的連接和配置的方法，有效地減少了系統(tǒng)的總體成本，是一種廉價的簡單實用的解決方案，具有較高的性能價格比。RS-232應(yīng)用范圍廣泛、價格便宜、編程容易并且可以比其它接口使用更長的導線，隨著USB端口的越來越普遍，將會出現(xiàn)更多的把USB轉(zhuǎn)換成RS-232或其它接口的轉(zhuǎn)換裝置。但是RS-232和類似的接口仍將在諸如監(jiān)視和控制系統(tǒng)這樣的應(yīng)用中得到普遍的應(yīng)用。對習慣使用RS-232的開發(fā)者和產(chǎn)品可以考慮設(shè)計USB/RS-232轉(zhuǎn)換器，通過USB總線傳輸RS-232數(shù)據(jù)，即PC端的應(yīng)用軟件依然是針對RS-232串行端口編程的，外設(shè)也是以RS-232為數(shù)據(jù)

34、通信通道，但從PC到外設(shè)之間的物理連接卻是USB總線，其上的數(shù)據(jù)通信也是USB數(shù)據(jù)格式。采用這種方式的好處在于：一方面保護原有的軟件開發(fā)投入，已開發(fā)成功的針對RS-232外設(shè)的應(yīng)用軟件可以不加修改地繼續(xù)使用；另一方面充分利用了USB總線的優(yōu)點，通過USB接口可連接更多的RS-232設(shè)備，不僅可獲得更高的傳輸速度，實現(xiàn)真正的即插即用，同時解決了USB接口不能遠距離傳輸?shù)娜秉c(USB通訊距離在5米內(nèi)。SPI,IIC,IIS,UART,232,485總結(jié):IIC有兩根線，SCL，SDA，主從設(shè)備都可用將控制線拉底。數(shù)據(jù)線也要傳片選地址。是半雙工總線，結(jié)構(gòu)簡單，總線上可以同時掛多個設(shè)備。SPI是四根線

35、，時鐘，收，發(fā)，片選。有統(tǒng)一時鐘控制，收發(fā)同時進行。速度可達Mbps。通過片選管腳選擇設(shè)備，占用較多I/O,或需要外圍鎖存器或譯碼器選擇從設(shè)備。最常用的時鐘設(shè)置基于時鐘極性(CPOL)和時鐘相位(CPHA)兩個參數(shù)，cpol定義時鐘空閑電平，cpha決定在時鐘前沿采樣還是后沿采樣。IIS是用與數(shù)字音頻的總線DATA，用于串行數(shù)字音頻數(shù)據(jù)。LRCK，左右聲道開關(guān)SCLK，時鐘，采樣頻率*采樣位數(shù)*2，兩個聲道所以要乘2UART：異步串行數(shù)據(jù)總線異步表示目有時鐘，只有收發(fā)兩根線，板卡上器件之間使用，地線也不要了。TTL電平，0V/5VRS232：異步串行通信接口，用于近距離（l-10m）低速通信。距離長了抗干擾性能差。距離越大，速率下降越快。-12V/+1