精华内容
下载资源
问答
  • 串口通信协议

    2017-08-06 09:26:10
    串口通信协议,常用标准协议。
  • 串口通信协议.pdf

    2019-10-16 09:26:48
    串口通信协议pdf,串口通信协议
  • 简单串口通信协议实验
  • 本文主要为单片机串口通信协议代码,下面一起来学习一下
  • 串口通信协议之SPI通信协议 SPI通信协议 什么是SPI? SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是 Motorola 公司推出的一 种同步串行接口技术,是一种高速的,全双工,同步的通信总线。 SPI优点...

    串口通信协议之SPI通信协议

    SPI通信协议

    什么是SPI?

    SPI是串行外设接口(Serial Peripheral Interface)的缩写。是 Motorola 公司推出的一

    种同步串行接口技术,是一种高速的,全双工,同步的通信总线。

    SPI优点

    支持全双工通信

    通信简单

    数据传输速率块

    缺点

    没有指定的流控制,没有应答机制确认是否接收到数据,所以跟IIC总线协议比较在数据

    可靠性上有一定的缺陷。

    特点

    ①:高速、同步、全双工、非差分、总线式

    ②:主从机通信模式

    SPI通信协议的应用

    SPI 主要应用在 EEPROM, Flash, 实时时钟(RTC), 数模转换器(ADC), 数字信号处理器(DSP) 以及数字信号解码器之间. 它在芯片中只占用四根管脚 (Pin) 用来控制以及数据传输, 节约了芯片的 pin 数目, 同时为 PCB 在布局上节省了空间. 正是出于这种简单易用的特性, 现在越来越多的芯片上都集成了 SPI技术.

    SPI通信协议内容

    工作原理

    上图只是对 SPI 设备间通信的一个简单的描述, 下面就来解释一下图中所示的几个组件(Module):

    ①SSPBUF, 是Synchronous Serial Port Buffer的缩写, 泛指 SPI 设备里面的内部缓冲区, 一般在物理上是以 FIFO 的形式, 保存传输过程中的临时数据;

    ②SSPSR, 是Synchronous Serial Port Register的缩写, 泛指 SPI 设备里面的移位寄存器(Shift Regitser), 它的作用是根据设置好的数据位宽(bit-width) 把数据移入或者移出 SSPBUF;

    ③Controller, 泛指 SPI 设备里面的控制寄存器, 可以通过配置它们来设置 SPI 总线的传输模式.

    ④SCK, 是Serial Clock的缩写, 主要的作用是 Master 设备往 Slave 设备传输时钟信号, 控制数据交换的时机以及速率;

    ⑤SS/CS, 是Slave Select/Chip Select的缩写, 用于 Master 设备片选 Slave 设备, 使被选中的 Slave 设备能够被 Master 设备所访问;

    ⑥SDO/MOSI, 是Serial Data Output/Master Out Slave In的缩写, 在 Master 上面也被称为 Tx-Channel, 作为数据的出口, 主要用于 SPI 设备发送数据;

    ⑦SDI/MISO, 是Serial Data Input/Master In Slave Out的缩写, 在 Master 上面也被称为 Rx-Channel, 作为数据的入口, 主要用于SPI 设备接收数据;

    注:

    ①SPI 设备在进行通信的过程中, Master 设备和 Slave 设备之间会产生一个数据链路回环(Data Loop), 就像上图所画的那样, 通过 SDO 和 SDI 管脚, SSPSR 控制数据移入移出 SSPBUF, Controller 确定 SPI 总线的通信模式, SCK 传输时钟信号;

    ②通常情况下, 我们只需要对上图所描述的四个管脚(pin) 进行编程即可控制整个 SPI 设备之间的数据通信。

    重点:时钟timer控制着 SPI 协议的工作机制

    首先,  在这里解释一下两个概念:

    ① CPOL: 时钟极性, 表示 SPI 在空闲时, 时钟信号是高电平还是低电平. 若 CPOL 被设为 1, 那么该设备在空闲时 SCK 管脚下的时钟信号为高电平. 当 CPOL 被设为 0 时则正好相反.

     

            CPOL = 0: SCK引脚空闲时处于低电平;

            CPOL = 1: SCK引脚空闲时处于高电平。

     

    ② CPHA: 时钟相位, 表示 SPI 设备是在 SCK 管脚上的时钟信号变为上升沿时触发数据采样, 还是在时钟信号变为下降沿时触发数据采样. 若 CPHA 被设置为 1, 则 SPI 设备在时钟信号变为下降沿时触发数据采样, 在上升沿时发送数据. 当 CPHA 被设为 0 时也正好相反.

     

            CPHA = 0: 时钟脉冲下降沿触发主从设备数据交换

            CPHA = 1: 时钟脉冲上升沿触发主从设备数据交换

     

    时钟脉冲图说明了本例所使用的 SPI 数据传输模式被设置成 CPOL = 1, CPHA = 1. 这样, 在一个 Clock 周期内, 每个单独的 SPI 设备都能以全双工(Full-Duplex) 的方式, 同时发送和接收 1 bit 数据, 即相当于交换了 1 bit 大小的数据. 如果 SPI 总线的 Channel-Width 被设置成 Byte, 表示 SPI 总线上每次数据传输的最小单位为 Byte, 那么挂载在该 SPI 总线的设备每次数据传输的过程至少需要 8 个 Clock 周期(忽略设备的物理延迟). 因此, SPI 总线的频率越快, Clock 周期越短, 则 SPI 设备间数据交换的速率就越快.

    重点:SSPSR移位寄存器

    SSPSR 是 SPI 设备内部的移位寄存器(Shift Register). 它的主要作用是根据 SPI 时钟信号状态, 往 SSPBUF 里移入或者移出数据, 每次移动的数据大小由 Bus-Width 以及 Channel-Width 所决定.

    注:

    Bus-Width 的作用是指定地址总线到 Master 设备之间数据传输的单位.

    例如, 我们想要往 Master 设备里面的 SSPBUF 写入 16 Byte 大小的数据: 首先, 给 Master 设备的配置寄存器设置 Bus-Width 为 Byte; 然后往 Master 设备的 Tx-Data 移位寄存器在地址总线的入口写入数据, 每次写入 1 Byte 大小的数据(使用 writeb 函数); 写完 1 Byte 数据之后, Master 设备里面的 Tx-Data 移位寄存器会自动把从地址总线传来的1 Byte 数据移入 SSPBUF 里; 上述动作一共需要重复执行 16 次。

    Channel-Width 的作用是指定 Master 设备与 Slave 设备之间数据传输的单位. 与 Bus-Width 相似,  Master 设备内部的移位寄存器会依据 Channel-Width 自动地把数据从 Master-SSPBUF 里通过 Master-SDO 管脚搬运到 Slave 设备里的 Slave-SDI 引脚, Slave-SSPSR 再把每次接收的数据移入 Slave-SSPBUF里。

    通常情况下, Bus-Width 总是会大于或等于 Channel-Width, 这样能保证不会出现因 Master 与 Slave 之间数据交换的频率比地址总线与 Master 之间的数据交换频率要快, 导致 SSPBUF 里面存放的数据为无效数据这样的情况.

    重点:数据缓冲器——数据暂时寄存器

    我们知道, 在每个时钟周期内, Master 与 Slave 之间交换的数据其实都是 SPI 内部移位寄存器从 SSPBUF 里面拷贝的. 我们可以通过往 SSPBUF 对应的寄存器 (Tx-Data / Rx-Data register) 里读写数据, 间接地操控 SPI 设备内部的 SSPBUF.

    重点:数据缓冲器SSPBUF与移位寄存器SSPSR协同工作实现数据的读入输出

    在发送数据之前, 我们应该先往 Master 的 Tx-Data 寄存器写入将要发送出去的数据, 这些数据会被 Master-SSPSR 移位寄存器根据 Bus-Width 自动移入 Master-SSPBUF 里, 然后这些数据又会被 Master-SSPSR 根据 Channel-Width 从 Master-SSPBUF 中移出, 通过 Master-SDO  管脚传给 Slave-SDI 管脚,  Slave-SSPSR 则把从  Slave-SDI 接收到的数据移入 Slave-SSPBUF 里.  与此同时, Slave-SSPBUF 里面的数据根据每次接收数据的大小(Channel-Width), 通过 Slave-SDO 发往 Master-SDI, Master-SSPSR 再把从 Master-SDI 接收的数据移入 Master-SSPBUF.在单次数据传输完成之后, 用户程序可以通过从 Master 设备的 Rx-Data 寄存器读取 Master 设备数据交换得到的数据。

    重点:控制寄存器controller实现特定主从设备之间的数据交换

    Master 设备里面的 Controller 主要通过时钟信号(Clock Signal)以及片选信号(Slave Select Signal)来控制 Slave 设备. Slave 设备会一直等待, 直到接收到 Master 设备发过来的片选信号, 然后根据时钟信号来工作.

    Master 设备的片选操作必须由程序所实现. 例如: 假设“SS/CS引脚为低电平时,master设备开始于slave设备交换数据;SS/CS引脚为高电平时,master设备不于slave设备交换数据”。由程序把 SS/CS 管脚的时钟信号拉低电平, 完成 SPI 设备数据通信的前期工作; 当程序想让 SPI 设备结束数据通信时, 再把 SS/CS 管脚上的时钟信号拉高电平。

    工作特点

    1. 采用主-从模式(Master-Slave) 的控制方式

    SPI 规定了两个 SPI 设备之间通信必须由主设备 (Master) 来控制次设备 (Slave). 一个 Master 设备可以通过提供 Clock 以及对 Slave 设备进行片选 (Slave Select) 来控制多个 Slave 设备, SPI 协议还规定 Slave 设备的 Clock 由 Master 设备通过 SCK 管脚提供给 Slave 设备, Slave 设备本身不能产生或控制 Clock, 没有 Clock 则 Slave 设备不能工作,因此,clock就相当于一个选通脉冲。

    2. 采用同步方式(Synchronous)传输数据

    Master 设备会根据将要交换的数据来产生相应的时钟脉冲(Clock Pulse), 时钟脉冲组成了时钟信号(Clock Signal) , 时钟信号通过时钟极性 (CPOL) 和 时钟相位 (CPHA) 控制着两个 SPI 设备间何时数据交换以及何时对接收到的数据进行采样, 来保证数据在两个设备之间是同步传输的.

    3. 数据交换(Data Exchanges)

    SPI 设备间的数据传输之所以又被称为数据交换, 是因为 SPI 协议规定一个 SPI 设备在数据通信过程中充当"发送者(Transmitter)" 和 "接收者(Receiver)". 在每个 Clock 周期内, SPI 设备都会发送并接收一个 bit 大小的数据, 相当于该设备有一个 bit 大小的数据被交换了.

    但是前提是slave设备在此时已经被master设备的clock触发可以与master设备进行数据交换。一个 Slave 设备要想能够接收到 Master 发过来的控制信号, 必须在此之前能够被 Master 设备进行访问 (Access). 所以, Master 设备必须首先通过 SS/CS pin 对 Slave 设备进行片选, 把想要访问的 Slave 设备选上.

    4. 数据存储必须是等时间间隔的不相互冲突的

    在数据传输的过程中,  每次接收到的数据必须在下一次数据传输之前被采样. 如果之前接收到的数据没有被读取, 那么这些已经接收完成的数据将有可能会被丢弃,  导致 SPI 物理模块最终失效. 因此, 在程序中一般都会在 SPI 传输完数据后, 去读取 SPI 设备里的数据, 即使这些数据(Dummy Data)在我们的程序里是无用的.

    什么是波特率?

    简单解释

    波特率通常单位是bit/s,也就是 二进制位/秒。所以:9600的波特率的信道,理论上每秒可以传输9200 bits的数据。

    正规解释

    波特率是什么意思

     

    1、波特率是指数据信号对载波的调制速率,它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示;

    2、在信息传输通道中,携带数据信息的信号单元叫码元,每秒钟通过信道传输的码元数称为码元传输速率,简称波特率。波特率是传输通道频宽的指标;

    什么是奇偶校验?

    理论介绍

    奇偶校验(Parity Check)是一种校验代码传输正确性的方法。根据被传输的一组二进制代du码的数位中"1"的个数是奇数或偶数来进行校验。采用奇数的称为奇校验,反之,称为偶校验。采用何种校验是事先规定好的。通常专门设置一个奇偶校验位,用它使这组代码中"1"的个数为奇数或偶数。若用奇校验,则当接收端收到这组代码时,校验"1"的个数是否为奇数,从而确定传输代码的正确性。

    奇偶校验需要一位校验位,即使用串口通信的方式2或方式3(8位数据位+1位校验位)。奇校验(odd parity):让传输的数据(包含校验位)中1的个数为奇数。即:如果传输字节中1的个数是偶数,则校验位为“1”,奇数相反。以发送字符:10101010为例

    偶校验(even parity):让传输的数据(包含校验位)中1的个数为偶数。即:如果传输字节中1的个数是偶数,则校验位为“0”,奇数相反。还是以发送字符:10101010为例

    数据和校验位发送给接受方后,接收方再次对数据中1的个数进行计算,如果为奇数则校验通过,表示此次传输过程未发生错误。如果不是奇数,则表示有错误发生,此时接收方可以向发送方发送请求,要求重新发送一遍数据。

    优缺点

    ①奇偶校验的检错率只有50%,因为只有奇数个数据位发生变化能检测到,如果偶数个数据位发生变化则无能为力了╮(╯﹏╰)╭

    ②奇偶校验每传输一个字节都需要加一位校验位,对传输效率影响很大。

    ③奇偶校验只能发现错误,但不能纠正错误,也就是说它只能告诉你出错了,但不能告诉你怎么出错了,一旦发现错误,只好重发。

    ④虽然奇偶校验有很多缺点,但因为其使用起来十分简单,故目前仍被广泛使用。

    简介:为什么说增加一位奇偶矫正位会影响通信网络中数据传输速度?

    传递信息必须要占用一定的带宽,而且通信信道最大传输速率与信道带宽之间存在着明确的反比关系。因此当我们增大数据传输量的同时最大传输速度也被限制了,因此高传输速度与大容量传输是不可兼得的。

    应用

    如何用编程确定一个字节中“1”个数的奇偶性?我们可以利用二进制数相加的特点:

    0+0=0、1+0=1、1+1=0,从中可以看出,如果我们将一个字节的所有位相加,其中结果为:有奇数个“1”的字节的和为1;有偶数个“1”的字节的和为0。

    由此即可通过编程完成判断。实际应用中,实现方法很多,但这是相对简单的一种,这里不再赘述。

    单工、半双工及全双工之间的区别

    1、单工数据传输只支持数据在一个方向上传输;在同一时间只有一方能接受或发送信息,不能实现双向通信,举例:电视,广播。

    2、半双工数据传输允许数据在两个方向上传输,但是,在某一时刻,只允许数据在一个方向上传输,它实际上是一种切换方向的单工通信;在同一时间只可以有一方接受或发送信息,可以实现双向通信。举例:对讲机。

    3.全双工数据通信允许数据同时在两个方向上传输,因此,全双工通信是两个单工通信方式的结合,它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力;在同一时间可以同时接受和发送信息,实现双向通信,举例:电话通信。

    展开全文
  • stm32串口通信协议简单教程,stm32串口通信协议简单教程
  • 串口通信协议 dll

    2013-01-15 16:31:21
    串口通信协议 dll
  • 松下PLC串口通信协议

    2017-09-30 08:17:22
    松下PLC串口通信协议MEWTOCOL-COM,PDF文档。
  • 1.了解RS232接口标准概况。 2.熟悉MSP430USCI模块UART模式的使用。 3.实现单片机与PC之间的串口通信。 4.按照指定的通信协议实现串口通信协议

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 4,828
精华内容 1,931
关键字:

串口通信协议