UARTI2CSPI三种协议对比

Posted 2021-12-08 cyyz-le

学嵌入式需要打好基础

下面我们来学习下计算机原理里的3种常见总线协议及原理

 

协议：对等实体之间交换数据或通信所必须遵守规则或标准的集合

1、UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）：

通用异步接收发送器，也就是通常所说的串口，基本都用于调试

三根线：RX、TX、GND

如果甲是PC机，B是单片机，两者还要接一块电平转换芯片，用于将TTL / CMOS（单片机电平）转换为RS232（PC机电平）。因为TTL / CMOS电平范围是0?1.8 / 2.5 / 3.3 / 5V（不同单片机范围不同），高电压表示1，低电压表示0而RS232逻辑电平范围-12V?12V，-5?-12表示高电平，+ 5?+ 12V表示低电平（对你没有听错！）为什么这么设置这就要追溯到调制解调器出生时代了，有兴趣自己去查资料

 

开发板想发数据时，RXD0由1变为0，保持T时间

PC感觉到RXD0由0变1.知道2440即将发数据

 

 有起始位和停止位，就说明这是个异步通信

 

2、I^2C协议（Inter Integrated Circuit）

两条线 SCL（时钟）、SDA（数据）只有一条数据线，所以是半双工同步通信，

在传送数据过程中共有3种类型信号：开始信号、结束信号和相应信号。

（1）开始信号（S）：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据

（2）结束信号（P）：SCL为低电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据

（3）响应信号（ACK）：接收器在接收到8位数据后，在第9个时钟周期，拉低SDA电平

 

 

可以接有多个设备，启动一个设备，主机先发出S信号，然后发出8位数据。前7位为从机的地址（所以能接2^7=128个设备），第8位表示传输的方向（0表示写操作，1表示读操作），有这个设备，发出ACK响应信号，开始读/学操作

 

 

 3、SPI（Serial Peripheral Interface，同步外设接口），全双工同步串行总线，

该总线大量用于与EEPROM，ADC，FRAM和显示驱动器之类的慢速外设器件通信。

3条线

SCK：时钟信号

SDI：输入信号

SDO:输出信号

CS：片选信号，决定了唯一的与主设备通信的从设备，片选信号低电平有效，不同于I^2C用的地址选择从机

 

 

 

对比：

UART是全双工，异步传输，对时序要求比较严格，速度较慢

SPI相比UART多了一条同步时钟线，通信速度快

I2C一根数据线，速度不高，结构简单