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    动画描述嵌入式通信协议传输原理

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    发表于 2022-4-8 15:21:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    今天分享一些常见通信的底层数据传输原理;UART、SPI、 I2C等串行通信是嵌入式开发中非常常见的通信方式,这些通信的最底层通信原理其实不难。

    1、UART串口

    UART:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发传输器。

    UART串口是最常见的一种串口通信,下面是串口连接上位机电脑,以及RS232应用的动画。

    1.gif
    ▲ PC上通过UART来调试MCU

    2.gif
    ▲ RS-232通过电平转换芯片与MCU通讯

    2、SPI串行通信

    SPI:Serial Peripheral Interface,串行外设接口。

    SPI是一种常见的串行同步通信协议,其应用也非常广泛。

    下面是SPI数据传输的时序图:

    3.gif
    ▲ SPI 数据传输(1)

    4.gif
    ▲ SPI数据传输(2)

    5.gif
    ▲ SPI时序信号

    3、I2C通信

    I2C:Inter-Integrated Circuit,字面意思是集成电路之间,是I2C Bus简称。

    I2C主要是通过地址来区分识别从机,其通信原理相对较简单。

    6.gif
    ▲ I2C总线以及寻址方式

    4、红外遥控

    红外遥控在我们现实生活中比较常见,家庭各种遥控器大部分都是红外遥控。

    红外遥控是通过控制脉宽(高低电平的时间)来实现通信的,只是它是通过红外无线信号建立通信链路(红外遮挡了就不行,但可反射)。

    7.gif
    ▲ 红外控制信号也是一个串行通讯信号

    8.gif
    ▲ 红外信号接收与放大整形电路

    9.gif
    ▲ 一个使用红外接收光电管控制继电器进行鱼食投喂电路

    5、串并转换电路

    串并转换,就是串行数据转成并口数据,通过时钟控制串行数据一位一位传输,凑整(8位)就是一个并行数据了。

    这种转换器有很多现成的芯片,原理很简单。

    10.gif
    ▲ 串入、并出移位寄存器

    11.gif
    ▲ 由八个D寄存器组成的移位寄存器

    12.gif
    ▲ 串行传输示意图

    6、其他

    这里再分享一些其他串行传输的原理(波形):

    13.gif
    ▲ PWM控制LED亮度

    14.gif
    ▲ PWM控制LED亮度

    15.gif
    ▲ 调幅与调频信号

    16.gif
    ▲ 相位调制信号

    17.gif
    ▲ 方波边沿抖动波形

    声明:本文素材来源网络

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