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單片機(jī)開發(fā)常用的通信協(xié)議有哪些以及解析？
在單片機(jī)開發(fā)的應(yīng)用中，通信協(xié)議是必不可少的一部分，上位機(jī)與下位機(jī)，單片機(jī)開發(fā)與單片機(jī)方案，單片機(jī)與外設(shè)模塊之間的通信都需要通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)信息交換和資源共享。由于設(shè)備之間不同的傳輸速率、電氣特性、可靠性要求的不同，產(chǎn)生了許多類型的適用于不同情況的通信協(xié)議，并被多方接受和使用。主要有以下幾種：
淺析六種常用的單片機(jī)通信協(xié)議
一、UART和USART
UART和USART分別名為通用異步收發(fā)器和通用同步異步收發(fā)器（具體后文會(huì)進(jìn)行詳解），速率不快，可全雙工，結(jié)構(gòu)上一般由波特率產(chǎn)生器、UART/USART發(fā)送器、UART/USART接收器組成，硬件上兩線，一收一發(fā)。
二、I2C（IIC）
雙向、兩線、串行、多主控接口標(biāo)準(zhǔn)。速率不快，半雙工，同步接口，具有總線仲裁機(jī)制，非常適合器件間近距離經(jīng)常性數(shù)據(jù)通信，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備組網(wǎng)。
總線仲裁：線與，誰(shuí)發(fā)0就仲裁成功。
三、SPI
高速同步串行口，高速，可全雙工，收發(fā)獨(dú)立，同步接口，可實(shí)現(xiàn)多個(gè)SPI設(shè)備互聯(lián)，硬件3~4線；也是所有基于SPI的設(shè)備公共有的，他們是SDI（數(shù)據(jù)輸入），SDO（數(shù)據(jù)輸出），SCK（時(shí)鐘），CS（片選）。
四、USB
高速同步串行口，高速，可全雙工，由主機(jī)、hub、設(shè)備組成。設(shè)備可以與下級(jí)的hub相連構(gòu)成星型結(jié)構(gòu)。一條USB的傳輸線分別由地線、電源線、D+、D-四條線構(gòu)成，D+、D-是差分輸入線，它使用的是3.3V的電壓。數(shù)據(jù)在USB線里傳送是由低位到高位發(fā)送的。
五、CAN
采用雙線傳輸，兩根導(dǎo)線分別作為CAN_H、CAN_L，并在終端配備有120Ω的電阻。收到總線信號(hào)時(shí)，CAN收發(fā)器將信號(hào)電平轉(zhuǎn)化為邏輯狀態(tài)，即CAN_H與CAN_L電平相減后，得到一個(gè)插值電平。各種干擾在兩根導(dǎo)線上的作用相同，相減后的插值電平可以濾過(guò)這些干擾。
六、DMA
DMA是指外部設(shè)備不通過(guò)CPU而直接與系統(tǒng)內(nèi)存交換數(shù)據(jù)的接口技術(shù)。這樣數(shù)據(jù)的傳送速度就取決于存儲(chǔ)器和外設(shè)工作速度。
通常系統(tǒng)總線是由CPU管理的，在DMA方式時(shí)，就希望CPU把這些總線讓出來(lái)，即CPU連到這些總線上的線處于第三態(tài)（高阻狀態(tài)），而由DMA控制器接管，控制傳送的字節(jié)數(shù)，判斷DMA是否結(jié)束，以及發(fā)出DMA結(jié)束信號(hào)。