第6章 嵌入式系統(tǒng)總線接口ppt課件.ppt

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1、第6章嵌入式系統(tǒng)總線接口6.1串行接口6.2IIC接口6.3USB接口6.4SPI接口6.5PCI接口6.6IIS總線接口7/29/20211嵌入式系統(tǒng)概論6.1串行接口6.1.1串行接口基本原理與結(jié)構(gòu)1．串行通信概述常用的數(shù)據(jù)通信方式有并行通信和串行通信兩種。當兩臺數(shù)字設(shè)備之間傳輸距離較遠時，數(shù)據(jù)往往以串行方式傳輸。串行通信的數(shù)據(jù)是一位一位地進行傳輸?shù)?，在傳輸中每一位?shù)據(jù)都占據(jù)一個固定的時間長度。與并行通信相比，如果n位并行接口傳送n位數(shù)據(jù)需時間T，則串行傳送的時間最少為nT。串行通信具有傳輸線少、成本低等優(yōu)點，特別適合遠距離傳送。①串行數(shù)據(jù)通信模式串行數(shù)據(jù)通信模式有單工通信、半

2、雙工通信和全雙工通信3種基本的通信模式?！駟喂ねㄐ牛簲?shù)據(jù)僅能從設(shè)備A到設(shè)備B進行單一方向的傳輸?！癜腚p工通信：數(shù)據(jù)可以從設(shè)備A到設(shè)備B進行傳輸，也可以從設(shè)備B到設(shè)備A進行傳輸，但不能在同一時刻進行雙向傳輸。●全雙工通信：數(shù)據(jù)可以在同一時刻從設(shè)備A傳輸?shù)皆O(shè)備B，或從設(shè)備B傳輸?shù)皆O(shè)備A，即可以同時雙向傳輸。7/29/20212嵌入式系統(tǒng)概論②串行通信方式串行通信在信息格式的約定上可以分為同步通信和異步通信兩種方式。a.異步通信方式異步通信時數(shù)據(jù)是一幀一幀傳送的，每幀數(shù)據(jù)包含有起始位（”0”）、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗位和停止位（”1”），每幀數(shù)據(jù)的傳送靠起始位來同步。一幀數(shù)據(jù)的各位代碼間的時間

3、間隔是固定的，而相鄰兩幀的數(shù)據(jù)其時間間隔是不固定的。在異步通信的數(shù)據(jù)傳送中，傳輸線上允許空字符。異步通信對字符的格式、波特率、校驗位有確定的要求?！褡址母袷矫總€字符傳送時，必須前面加一起始位，后面加上1、1.5或2位停止位。例如ASCII碼傳送時，一幀數(shù)據(jù)的組成是：前面1個起始位，接著7位ASCII編碼，再接著一位奇偶校驗位，最后一位停止位，共10位。7/29/20213嵌入式系統(tǒng)概論●波特率傳送數(shù)據(jù)位的速率稱為波特率，用位／秒（bit/s）來表示，稱之為波特。例如，數(shù)據(jù)傳送的速率為120字符／秒，每幀包括10個數(shù)據(jù)位，則傳送波特率為：10×120=1200b/s=1200波特每

4、一位的傳送時間是波特的倒數(shù)，如1/1200=0.833ms。異步通信的波特率的數(shù)值通常為：150、300、600、1200、2400、4800、9600、14400、28800等，數(shù)值成倍數(shù)變化?！裥ｒ炍辉谝粋€有8位的字節(jié)（byte）中，其中必有奇數(shù)個或偶數(shù)個的“1”狀態(tài)位。對于偶校驗就是要使字符加上校驗位有偶數(shù)個“1”；奇校驗就是要使字符加上校驗位有奇數(shù)個“1”。例如數(shù)據(jù)“00010011”，共有奇數(shù)個“1”，所以當接收器要接收偶數(shù)個“1”時（即偶校驗時），則校驗位就置為“1”，反之，接收器要接收奇數(shù)個“1”時（即奇校驗時），則校驗位就置為“0”。一般校驗位的產(chǎn)生和檢查是由串行通

5、信控制器內(nèi)部自動產(chǎn)生，除了加上校驗位以外，通信控制器還自動加上停止位，用來指明欲傳送字符的結(jié)束。停止位通常取1、1.5或2個位。對接收器而言，若未能檢測到停止位則意味著傳送過程發(fā)生了錯誤。在異步通信方式中，在發(fā)送的數(shù)據(jù)中含有起始位和停止位這兩個與實際需要傳送的數(shù)據(jù)毫無相關(guān)的位。如果在傳送1個8位的字符時，其校驗位、起始位和停止位都為1個位，則相當于要傳送11個位信號，傳送效率只有約80%。7/29/20214嵌入式系統(tǒng)概論（2）同步通信方式為了提高通信效率可以采用同步通信方式。同步傳輸采用字符塊的方式，減少每一個字符的控制和錯誤檢測數(shù)據(jù)位，因而可以具有較高的傳輸速率。與異步方式不同

6、的是，同步通信方式不僅在字符的本身之間是同步的，而且在字符與字符之間的時序仍然是同步的，即同步方式是將許多的字符聚集成一字符塊后，在每塊信息（常常稱之為信息幀）之前要加上1～2個同步字符，字符塊之后再加入適當?shù)腻e誤檢測數(shù)據(jù)才傳送出去。在同步通信時必須連續(xù)傳輸，不允許有間隙，在傳輸線上沒有字符傳輸時，要發(fā)送專用的”空閑”字符或同步字符。在同步方式中產(chǎn)生一種所謂“冗余”字符，防止錯誤傳送。假設(shè)欲傳送的數(shù)據(jù)位當作一被除數(shù)，而發(fā)送器本身產(chǎn)生一固定的除數(shù)，將前者除以后者所得的余數(shù)即為該“冗余”字符。當數(shù)據(jù)位和“冗余”字符位一起被傳送到接收器時，接收器產(chǎn)生和發(fā)送器相同的除數(shù)，如此即可檢查出數(shù)據(jù)

7、在傳送過程中是否發(fā)生了錯誤。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明采用”冗余”字符方法錯誤防止率可達99%以上。7/29/20215嵌入式系統(tǒng)概論2．RS-232C串行接口RS-232C是美國電子工業(yè)協(xié)會EIA制定的一種串行通信接口標準。（1）RS-232C接口規(guī)格EIA所制定的傳送電氣規(guī)格如表6.1.1所示。RS-232C通常以±12V的電壓來驅(qū)動信號線，TTL標準與RS-232C標準之間的電平轉(zhuǎn)換電路通常采用集成電路芯片實現(xiàn)，如MAX232等。7/29/20216嵌入式系統(tǒng)概論（2）RS-