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异步串行通信权威发布_串行通信(2024年12月精准访谈)

内容来源：麦吉窗影视所属栏目：观点更新日期：2024-12-02

异步串行通信

低速传输比拼：哪种协议适合你？在FPGA的世界里，选择合适的低速数据传输协议至关重要。𐟌 以下是三种广泛使用的低速接口协议，它们各有千秋，适用于不同的应用场景。 𐟔𙠓PI协议 SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速、全双工的同步通信协议。主从模式：允许一个主设备与多个从设备通信。四线制：包括SCLK、MOSI、MISO和SS/CS。简单易用，传输速度快，适合Flash、ADC、DAC等芯片的通信。 𐟔𙠉2C协议 I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种由飞利浦公司开发的两线式串行总线。半双工通信：允许数据在两个方向上传输。两线制：包括SDA数据线、SCL时钟线。支持多主从设备，传输距离较短，速率可调。适用于EEPROM、RTC、传感器等低速设备的通信。 𐟔𙠕ART协议 UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种异步串行通信协议。全双工通信：允许数据在两个方向上同时传输。两线制：包括TX、RX。类型多样：支持TTL、RS232、RS485等。可配置不同波特率，主要用于调试和简单控制设备。这些协议各有特色，选择时需根据具体应用需求来决定。𐟛 ️𐟒က

ESP32双板UART通信指南在ESP32的精彩课程中，我们探索了如何使用UART（通用异步收发）协议在两个开发板之间进行通信。UART是一种异步串行通信方式，它通过两个数据引脚来实现数据的传输：一个用于发送数据（TX），另一个用于接收数据（RX）。ESP32开发板默认配备了两对这样的引脚，使得硬件层的UART功能得以轻松实现。 𐟔砕ART硬件与软件集成：ESP32的UART功能在硬件和软件层面都是集成的，这意味着我们无需从底层操作数据，简化了开发过程。 𐟓𖠤𘀥﹕ART口限制：需要注意的是，一个UART口（包含RX和TX）只能连接一个UART设备进行通信，因此在进行多板通信时，可能需要额外的硬件配置。 𐟒ᠩ€š信稳定性：通过合理的引脚配置和软件设置，可以确保ESP32开发板之间的UART通信稳定可靠。 𐟓š 深入学习：对于希望深入了解UART通信原理和如何在ESP32上实现它的开发者，这里提供了一个全面的指南。

触摸屏显示器的接口类型及其应用 𐟖寸𐟔Œ 触摸屏显示器在现代设备中扮演着越来越重要的角色，而了解其接口类型对于确保最佳性能和兼容性至关重要。以下是几种常见的触摸屏接口及其应用： I2C接口 𐟔„ I2C（Inter-Integrated Circuit）是一种串行通信协议，采用双线制，能够同时传输数据和时钟。这种接口常用于低速设备之间的通信，尤其是在电容触摸屏模块与主控板之间的通信中。通过I2C总线，数据可以在两者之间高效传输。 SPI接口 𐟚€ SPI（Serial Peripheral Interface）是一种高速串行通信接口，采用4线制（时钟线、数据输入线、数据输出线、片选线）。SPI接口以其高速和可靠性著称，特别适用于对通信速度有较高要求的系统。电容触摸屏模块通过SPI接口与主控板通信，速度比I2C更快。 USB接口 𐟔Œ USB（Universal Serial Bus）是一种广泛使用的通信接口，主要用于连接电脑和其他设备。在电容触摸屏模块的应用中，USB接口可以通过OTG（On-The-Go）技术实现连接，将电容触摸屏模块作为"从机"接入主控板中，提供便捷的连接方式。 UART接口 𐟓𖊕ART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种异步串行通信协议，适用于低速传输和远距离通信。电容触摸屏模块通过UART接口与主控板通信，虽然速度比I2C和SPI慢，但具备远距离通信的能力，适合在某些特殊应用中使用。 GPIO接口 𐟛 ️ GPIO（General Purpose Input/Output）是指通用输入输出接口，可以灵活配置不同功能。在电容触摸屏模块的应用中，GPIO接口通常用于控制电容触摸屏的复位、中断等功能，提供灵活的控制系统。接线方法 𐟔— 电脑触摸显示器通常需要连接到计算机主机上以实现较高的响应速度和互动性。常见的接线方法包括VGA、HDMI和USB接口： VGA接口 𐟖寸 VGA接口是一种模拟信号方式，通过一个15针的D字形接头连接计算机主机和显示器，提供基本的视频输出功能。 HDMI接口 𐟓𚊈DMI接口（高清多媒体接口）已经成为最常见的数字接口之一，逐渐取代了VGA接口的位置，提供更高质量的视频和音频传输。 USB接口 𐟓𑊕SB接口是一种常见的数字接口，已广泛用于连接外部设备，为电容触摸屏显示器提供便捷的连接解决方案。了解这些接口类型和接线方法，可以帮助您更好地选择适合您的设备和需求的解决方案，确保最佳的性能和用户体验。

两天搞懂CAN总线协议，原来这么简单！ 𐟚— CAN协议简介 CAN总线，全称控制器局域网总线（Controller Area Network），是一种多主机串行异步通信总线。它允许网络中的各个节点（设备）进行无中心控制的通信。简单来说，就是没有一个中央控制器来管理所有节点的通信，每个节点都是平等的，无需等待中央控制器的指令。任何节点在需要时都可以发送报文。无中心控制的通信在CAN总线网络中，没有一个中央控制器来管理所有节点的通信。相反，每个节点都是平等的，无需等待中央控制器的指令。任何节点在需要时都可以发送报文。这个过程是通过比较报文的标识符（ID）来完成的，优先级高的报文会先发送，一旦总线上高优先级报文被发送，低优先级的报文就会停止发送。非破坏性总线访问技术所谓非破坏性总线访问技术，即当多个节点同时尝试发送数据时，CAN总线使用仲裁机制决定哪个节点的报文优先发送。这个过程是通过比较报文的标识符（ID）来完成的，优先级高的报文会先发送，一旦总线上高优先级报文被发送，低优先级的报文就会停止发送。节点故障处理如果某个节点出现故障，只要它不主动发送错误信号干扰总线，就不会影响整个网络的通信。其他节点仍然可以正常发送和接收数据。如此，保证了高优先级的报文不会因总线竞争或总线上某一节点故障而丢失。总结 CAN协议的简洁性和可靠性使其在电动车控制系统中广泛应用。通过无中心控制的通信和非破坏性总线访问技术，CAN总线能够确保数据的高效传输和网络的稳定性。无论你是电动车爱好者还是专业开发者，了解CAN协议都是非常有帮助的。

串口通信其实没那么复杂，看完你就懂了串口，全称串行接口（serial port），也叫串行通信接口或者COM接口。简单来说，串口通信就是数据在一个信号线上，一个比特一个比特地传输。串口按照电气标准和协议来划分，主要有RS-232-C、RS-422、RS485等。串行通信的基本概念 𐟓把在串行通信中，数据在1位宽的单条线路上传输。一个字节的数据要分成8次，从低位到高位逐位传输。串行通信的数据是逐位传输的，发送方发送的每一位都有固定的时间间隔，接收方也要按照同样的时间间隔来接收每一位。接收方还需要确定一个信息组的开始和结束。同步通信和异步通信 𐟕𐯸 同步通信同步通信是指在约定的通信速率下，发送端和接收端的时钟信号频率和相位始终保持一致（同步）。这样，通信双方在发送和接收数据时就有完全一致的定时关系。同步通信把许多字符组成一个信息组（信息帧），每帧的开始用同步字符来指示，一次通信只传送一帧信息。传输数据的同时还需要传输时钟信号，以便接收方可以用时钟信号来确定每个信息位。同步通信的优点是传送信息的位数几乎不受限制，一次通信传输的数据有几十到几千个字节，通信效率较高。但它的缺点是要求在通信中始终保持精确的同步时钟，即发送时钟和接收时钟要严格的同步（常用的做法是两个设备使用同一个时钟源）。在后续的串口通信与编程中，我们主要讨论异步通信方式，所以在这里就不对同步通信做过多的赘述了。异步通信异步通信，也称为起止式异步通信，是以字符为单位进行传输的，字符之间没有固定的时间间隔要求，而每个字符中的各位则以固定的时间传送。在异步通信中，收发双方取得同步是通过在字符格式中设置起始位和停止位的方法来实现的。具体来说就是，在一个有效字符正式发送之前，发送器先发送一个起始位，然后发送有效字符位，在字符结束时再发送一个停止位，起始位至停止位构成一帧。停止位至下一个起始位之间是不定长的空闲位，并且规定起始位为低电平（逻辑值为0），停止位和空闲位都是高电平（逻辑值为1），这样就保证了起始位开始处一定会有一个下跳沿，由此就可以标志一个字符传输的起始。而根据起始位和停止位也就很容易地实现了字符的界定和同步。显然，采用异步通信时，发送端和接收端可以由各自的时钟来控制数据的发送和接收，这两个时钟源彼此独立，可以互不同步。总结 𐟓 无论是同步通信还是异步通信，串口通信的基本原理都是相似的。关键在于理解数据的传输方式和时序控制。希望这篇文章能帮你更好地理解串口通信的原理和概念！

单片机与外部设备串口通信全攻略串口通信是一种基于串行传输的数据通信方式，通过一根数据线和一根时钟线（在异步通信中通常不需要时钟线）进行数据传输。单片机与外部设备之间的串口通信主要通过单片机的串行通信接口（如UART）实现。以下是具体的实现步骤：硬件连接𐟔Œ 将单片机的TX（发送）引脚与外部设备的RX（接收）引脚相连。将单片机的RX（接收）引脚与外部设备的TX（发送）引脚相连。根据需要，可能还需要连接地线（GND）以保证共地。配置串口参数⚙️ 设置波特率（数据传输速率），常用的波特率有9600、19200、38400等。设置数据位、停止位和校验位等参数，确保单片机与外部设备之间的通信协议一致。编写通信程序𐟒𛊥œ襍•片机中编写串口初始化程序，配置串口的工作模式和参数。编写数据发送和接收程序，实现单片机与外部设备之间的数据交换。调试与测试𐟔犤𝿧”褸𒥏㨰ƒ试助手等工具，发送测试数据到单片机，并观察单片机的响应。验证单片机是否能正确接收和发送数据，以及数据是否按预期格式传输。示例𐟌𐊤𛥵1单片机为例，其串口通信通常通过内置的UART模块实现。在编程时，需要配置SCON（串口控制寄存器）和PCON（电源控制寄存器）等寄存器，以设置串口的工作模式和波特率等参数。然后，通过编写发送和接收函数，实现数据的交换。 I2C通信𐟓𖊉2C（Inter-Integrated Circuit）是一种两线式串行总线，由数据线SDA和时钟线SCL构成，主要用于微控制器与其外围设备之间的通信。以下是具体的实现步骤：硬件连接𐟔Œ 将单片机的SDA引脚与外部设备的SDA引脚相连。将单片机的SCL引脚与外部设备的SCL引脚相连。连接地线（GND）以保证共地。配置I2C参数⚙️ 设置I2C通信的速率（如100kbps、400kbps等）。配置单片机的I2C控制器或模拟I2C通信所需的引脚和时序。编写通信程序𐟒𛊥œ襍•片机中编写I2C初始化程序，配置I2C控制器或模拟I2C通信的时序。编写数据发送和接收函数，实现单片机与外部设备之间的数据交换。这通常包括发送起始信号、设备地址、读写标志位、数据以及应答信号等步骤。调试与测试𐟔犤𝿧”觤𚦳⥙觭‰工具观察SDA和SCL线上的信号波形，确保通信时序正确。发送测试数据到外部设备，并观察单片机的响应，验证通信是否成功。

𐟒𜩝⨯•必备：STM32知识点 𐟔想要在面试中脱颖而出？这些STM32知识点你必须掌握！ 1️⃣ 嵌入式系统简介： - 什么是嵌入式系统？ - 嵌入式系统的三大特征是什么？ - ARMV7架构类型及其应用？ - Cortex M3的特点有哪些？ - STM32单片机的优点是什么？ 2️⃣ STM32硬件基础： - 单片机命名规则解析； - 启动配置按钮是哪两个？ - STM32F103总线系统由哪三部分组成？ - 驱动单元包含哪些总线？ - 总线矩阵的两个主要特征是什么？ 3️⃣ STM32软件开发基础： - CMSIS由哪三部分构成？ 4️⃣ GPIO操作指南： - 如何初始化GPIO？ - GPIO的八种工作状态是什么？ 5️⃣ 外部中断EXTI详解： - 单片机与外设交换数据的三种方式； - 什么是中断、中断优先级和中断嵌套？ - 中断处理过程的四个步骤； - NVIC有多少个可屏蔽中断和可编程优先级？ 6️⃣ 通用同步/异步通信： - 串行通信的三种方式； - 串行异步通行的关键约定是什么？ 7️⃣ 通用定时器： - 三种通用定时器介绍； - TIM6和TIM7、TIM1和TIM8以及TIM2和TIM5的具体功能； - 计数方向、计数模式和时钟频率范围； - STM32最多有多少定时/计数器？

CAN控制器在医疗器械领域的设计与应用是一个重要且不断发展的领域。以下是关于CAN控制器在医疗器械领域的设计与应用的详细分析：一、CAN控制器概述CAN控制器，全称为控制器局域网（Controller Area Network）控制器，最初由德国的Robert Bosch公司开发，现已成为国际标准ISO11898（高速应用）和ISO11519（低速应用）。它是一种多主异步串行总线，具有优良的错误处理机制及可靠的数据传送性能，特别适用于高安全系数的行业，如医疗。⠤𚌣€CAN控制器在医疗器械领域的设计特点高速数据传输：CAN控制器可提供高达1Mbit/s的数据传输速率，使得医疗设备之间的实时通信成为可能。强抗干扰能力：硬件的错误检定特性增强了CAN的抗电磁干扰能力，确保在复杂医疗环境中的稳定通信。灵活的网络结构：CAN总线支持多主通信模式，允许网络中的任何节点在总线空闲时发送数据，提高了通信的灵活性和效率。可靠的错误处理：CAN总线采用CRC校验、应答和重发等机制，确保数据传输的可靠性，降低通信错误的风险。三、CAN控制器在医疗器械领域的应用医疗设备互联：CAN控制器被广泛应用于各种医疗设备的互联，如医疗影像设备、呼吸机、血液透析机等。通过CAN总线，这些设备可以实现数据共享和协同工作，提高医疗服务的效率和质量。患者监护系统：在患者监护系统中，CAN控制器用于传输患者的生命体征数据，如心率、血压等。这些数据可以实时传输到中央监护站，供医护人员及时分析和处理。手术室集成控制：在数字化手术室中，CAN控制器用于集成控制多种设备，如无影灯、手术床、摄像头等。通过CAN总线，这些设备可以实现统一管理和控制，提高手术室的运作效率和安全性。医疗呼叫系统：基于CAN总线的医疗呼叫系统可以实现患者与医护人员之间的快速通信。当患者需要帮助时，只需按下呼叫按钮，呼叫信号即可通过CAN总线传输到医护人员的接收终端，实现即时响应。四、CAN控制器在医疗器械领域的设计实例以某医疗器械公司设计的CAN总线智能适配器为例，该适配器采用P80C592作为CAN控制芯片，使用CY7CO9449作为双端口存储器，并通过VPCA82C250作为CAN控制器接口芯片。该设计不仅提高了CAN控制器的数据传输能力，还通过6N137进行信号分离，达到了医疗安全标准。此外，该适配器还支持多种复位方式，便于电路调试和维护。⠤𚔣€CAN控制器在医疗器械领域的发展趋势随着医疗技术的不断进步和医疗设备的日益智能化，CAN控制器在医疗器械领域的应用将越来越广泛。未来，CAN控制器将更加注重数据传输的安全性、实时性和可靠性，以满足医疗设备对高性能通信的需求。同时，随着物联网、大数据等技术的不断发展，CAN控制器也将与这些新技术相结合，为医疗器械领域带来更多创新应用。综上所述，CAN控制器在医疗器械领域的设计与应用具有广阔的前景和重要的现实意义。通过不断优化设计和应用方案，CAN控制器将为医疗设备的智能化、网络化发展提供有力支持。⠃AN控制器 EMC设计要点⠥œ訮𞨮ჁN控制器的EMC（电磁兼容）时，有几个关键要点需要考虑：布局设计：确保电路板上的信号线和电源线布局合理，尽量避免形成回路，以减少电磁辐射。关键信号线（如CAN_H和CAN_L）应尽量短且平行布置，并在周围添加地平面以降低辐射。屏蔽：对于敏感元件和信号线，可以使用金属屏蔽盒或屏蔽线缆，减少外部干扰。在必要的地方添加EMI（电磁干扰）屏蔽，确保屏蔽的接地良好。滤波器：在电源输入处添加适当的滤波器，减小电源噪声。在信号线上加入适当的RC滤波器，可以降低高频噪声。 CAN_H和CAN_L加共模电感。接地：采用良好的接地策略，确保所有元件有可靠的接地连接，减少接地回路引入的干扰。使用地平面以增强电源的稳定性，并降低EMI。组件选择：选择适合的元器件，优先选择低EMI的组件。考虑使用内置EMC设计的器件，例如具有噪声抑制功能的CAN控制器。测试与验证：在设计完成后，进行emc测试，包括辐射发射、传导发射和抗干扰能力测试，以确保设计满足相关标准。遵循标准：了解并遵循相关的EMC标准（如CISPR、IEC标准等），确保设计符合行业规范。通过以上这些要点，可以有效提高CAN控制器在实际应用中的电磁兼容性。

嵌入式系统七大通信协议详解嵌入式系统中常用的通信协议并没有一个固定的定义，但以下是一些常见的协议，它们各有特点，适用于不同的应用场景和需求。 UART（通用异步收发器）𐟓𖊕ART是一种常见的串行、异步通信总线，使用两条数据线（TX发送线、RX接收线）实现全双工通信。它常用于主机与外设的点对点连接。UART的特点包括串行、异步传输，需要双方约定波特率（因无时钟线），空闲位为高电平，一次只能发送5-8位数据（防止误差累积），TX接RX，RX接TX。 I2C（Inter-Integrated Circuit）𐟔„ I2C是一种串行、半双工通信协议，通过两根线进行通信，即SDA（数据线）和SCL（时钟线）。它具有硬件结构简单、消耗低的优点，适用于近距离、低速传输。I2C支持多主机，总线上的每个器件都有独特的地址（7位），每个器件既可以作为主机也可以作为从机（但同一时间只能有一个主机）。 SPI（串行外设接口）𐟚€ SPI是一种高速、全双工、同步的通信协议，一个主机可连接若干个从机。至少需要4根线：MISO（主设备输入、从设备输出）、MOSI（主设备输出、从设备输入）、SCLK（时钟）、CS（片选，通过使能来选中不同的从机），若有n个从机，主机就需要n条CS线。 RS232𐟓„ RS232是一种用于串行通讯的标准，依赖UART串口协议，在电气层面做了处理，统一了标准，相比UART能传得更远和更快。采用标准连接器，对9个引脚的作用和电平都做了规定，主要使用RX、TX和GND这三个引脚。其高电平为-3到-15V，低电平为+3到+15V。 RS485𐟓ኒS485也是基于串口的标准，采用差分信号进行数据传输，抗干扰能力强，速度更快，支持远距离传输（可达1500米），并且允许接收多个收发器，可组建设备网络。使用两线制，两根线表示一个信号，只能半双工通信。高电平（逻辑1）为两线之间电压差+2V到+6V，低电平（逻辑0）为两线之间电压差-2V到-6V。 CAN（控制器局域网）𐟚— CAN是一种高度可靠的、多主机的消息广播系统，广泛用于汽车和工业自动化领域进行设备之间的通信。它像RS485一样采用差分信号通信，双线制。CAN总线大大提升了ECU（汽车中其小的控制模块）之间的时效通讯。 I2S（集成电路内置音频总线）𐟎𕊉2S主要用于音频设备之间的数据传输，例如数字音频信号在集成电路之间的传输。这些通信协议各有特色，选择合适的协议需要根据具体的应用场景和需求来决定。

𐟔探索Motorola MVME333-2控制器的独特功能！这款VMEbus智能通信控制器配备了6个串行I/O端口，𐟓𖦔歷同步和异步通信，且具备RS-232C或RS-422电气协议的可配置性。更强大的是，它拥有高达128 Kb的动态RAM，𐟒𛤸𚦕𐦍“冲提供充足空间。此外，MVME333-2在两个通道上还支持高速双向DMA，𐟚€同步协议速率可达1 Mb/s！这些特性使得它在通信控制领域表现出色，无论是用于工业自动化还是数据中心，都能轻松应对各种需求。𐟌Ÿ

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