MCU--几种常见通讯总线
发表时间：2024-01-11 12:10:58 来源：华体会登录
分别名为通用异步收发器和通用同步异步收发器，速率不快，可全双工，结构上一般由波特率产生器、UART/USART发送器、UART/USART接收器组成，硬件上两线，一收一发。
在UART和USART 有可以扩展为R232和RS485等总线（异步传输标准接口），是个人计算机上的通讯接口之一，也称串口或串行通讯接口。由电子工业协会(Electronic Industries Association， EIA) 所制定的异步传输标准接口。通常 RS-232 接口以9 个引脚 (DB-9) 或是 25 个引脚 (DB-25) 的型态出现，一般个人计算机上会有两组 RS-232 接口，分别称为COM1 和 COM2。是目前最常用的一种串行通讯接口。
在要求通信距 离为几十米到上千米时，广泛采用 RS-485 串行总线采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。RS232 串口可以与 485 之间互转， 在单片机上使用 485 总线 串口一样， 需要用芯片转换电平即可！
I2C(Inter-Integrated Circuit BUS) 集成电路总线，该总线由 NXP（原 PHILIPS）公司设计，多用于主控制器和从器件间的主从通信，在小数据量场合使用，传输距离短，任意时刻只能有一个主机等特性。
经常 IIC 和 SPI 接口被认为指定是一种硬件设备，但其实这样的说法是不尽准确的，严格的说他们都是人们所定义的软硬结合体，分为物理层（四线结构）和协议层（主机，从机，时钟极性，时钟相位）。
IIC， SPI 的区别不仅在与物理层， IIC 比 SPI 有着一套更复杂的协议层定义。下面来分别说明一下 IIC 的物理层和协议层
(2) IIC 的物理层a．只要求两条总线线路，一条是串行数据线ＳＤＡ，一条是串行时钟线ＳＣＬ,(IIC 是半双工，而不是全双工)。
b.每个连接到总线的器件都能够最终靠唯一的地址和其它器件通信，主机/从机角色和地址可配置，主机可当作主机发送器和主机接收器。
c.IIC 是真正的多主机总线，（而这个 SPI 在每次通信前都需要把主机定死，而 IIC 可以在通讯过程中，改变主机），如果两个或更多的主机同时请求总线，能够最终靠冲突检测和仲裁防止总线数据被破坏。
d.传输速率在标准模式下能够达到 100kb/s,快速模式下能够达到 400kb/s。
双向、两线、串行、多主控接口标准。速率不快，半双工，同步接口，具有总线仲裁机制，很适合器件间近距离经常性数据通信，可实现设备组网。
通常 SPI 通信要求 4 根线，分别是 MOSI(mast output salve input), MISO, CLK, CS。当发送和接受数据的工作都准备好了，只要有时钟 CLK,就发送数据，没有时钟就不发送，而且一个时钟周期发送一位(bit)数据，所以发送数据的快慢由时钟频率来控制。
至于时钟和数据的相位没有特别严格的要求（而 IIC 中，数据的变化只能在 SCL 是低电平的时候发生）， SPI数据的变化是一个时钟周期一次，这样的方法来传输数据就简单多了。我们大家可以根据需求对时钟的极性和相位做调整，看看是在时钟上升沿还是下降沿来发送数据，还有停止发送时时钟的极性，是保持高电平还是低电平。
另外在多机通信时， SPI 只是简单的通过一个片选信号来选择哪个设备占用总线，但是 IIC 是通过发送从设备地址来自动选择的。
CAN 是控制器局域网络(Controller Area Network, CAN)的简称，是由以研发和生产汽车电子产品著称的德国BOSCH 公司开发的，并最终成为国际标准（ISO 11898），是国际上应用最广泛的现场总线之一。 在北美 和西欧， CAN总线协议已经成为汽车计算机控制系统和嵌入式工业控制局域网的标准总线，并且拥有以 CAN 为底层协议专为大型货车和重工机械车辆设计的J1939 协议。
CAN 是 Controller Area Network 的缩写（以下称为 CAN），是 ISO 国际标准化的串行通信协议。在汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来由于这些系统之间通信所用的数据类型及对可靠性的要求不尽相同，由多条总线构成的情况很多，线束的数量也随之增加。为适应“减少线束的量”、“通过多个 LAN，进行大量数据的高速通信”的需要,1986 年德国电气商博世公司开发出面向汽车的 CAN 通信协议。此后， CAN 通过 ISO11898 及 ISO11519 进行了标准化，在欧洲已是汽车网络的标准协议。CAN 的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网。它的出现为分布式控制系统实现各节点之间实时、可靠的数据通信提供了强有力的技术支持。
在总线中传送的报文，每帧由 7 部分组成。 CAN 协议支持两种报文格式，其唯一的不同是标识符（ID）长度不同，标准格式为 11位，扩展格式为 29 位。
在标准格式中，报文的起始位称为帧起始（SOF），然后是由 11 位标识符和远程发送请求位 (RTR）组成的仲裁场。 RTR 位标明是数据帧还是请求帧，在请求帧中没有数据字节。控制场包括标识符扩展位（IDE），指出是标准格式还是扩展格式。它还包括一个保留位 (ro），为将来扩展使用。它的最后四个位用来指明数据场中数据的长度（DLC）。数据场范围为 0～8 个字节,其后有一个检测数据错误的循环冗余检查(CRC）。
应答场（ACK）包括应答位和应答分隔符。发送站发送的这两位均为隐性电平（逻辑 1），这时正确接收报文的接收站发送主控电平（逻辑 0）覆盖它。用这种方法，发送站可以保证网络中至少有一个站能正确接收到报文。
报文的尾部由帧结束标出。在相邻的两条报文间有一很短的间隔位，如果这时没有站进行总线存取，总线将处于空闲状态。.
Modbus 协议是应用于电子控制器上的一种通用语言。通过此协议，控制器相互之间、控制器经由网络（例如以太网）和其它设备之间可以通信。它已经成为一种通用工业标准。有了它，不同厂商生产的控制设备可以连成工业网络，进行集中监控。此协议定义了一个控制器能认识使用的消息结构，而不管它们是经过何种网络进行通信的。它描述了一个控制器请求访问其它设备的过程，如何回应来自其它设备的请求，以及怎样侦测错误并记录。它制定了消息域格局和内容的公共格式。
当在同一 Modbus 网络上通信时，此协议决定了每个控制器需要知道它们的设备地址，识别按地址发来的消息，决定要产生何种行动。如果需要回应，控制器将生成反馈信息并用 Modbus 协议发出。在其它网络上，包含了 Modbus 协议的消息转换为在此网络上使用的帧或包结构。这种转换也扩展了根据具体的网络解决节地址、路由路径及错误检测的方法。
此协议支持传统的 RS-232、 RS-422、 RS-485 和以太网设备。许多工业设备，包括 PLC， DCS，智能仪表等都在使用 Modbus 协议作为他们之间的通信标准。
标准、开放，用户可以免费、放心地使用 Modbus 协议，不需要交纳许可证费，也不会侵犯知识产 权。目前，支持 Modbus 的厂家超过400家，支持 Modbus 的产品超过 600 种。
Modbus 可以支持多种电气接口，如 RS-232、 RS-485 等，还可以在各种介质上传送，如双绞线、光纤、无线等。
Modbus 的帧格式简单、紧凑，通俗易懂。用户使用容易，厂商开发简单。
高速同步串行口，高速，可全双工，由主机、hub、设备组成。设备可以与下级的hub相连构成星型结构。一条USB的传输线分别由地线、电源线、D+、D-四条线构成，D+、D-是差分输入线V的电压。数据在USB线里传送是由低位到高位发送的。
DMA是指外部设备不通过CPU而直接与系统内存交换数据的接口技术。这样数据的传送速度就取决于存储器和外设工作速度。
通常系统总线是由CPU管理的，在DMA方式时，就希望CPU把这些总线让出来，即CPU连到这些总线上的线处于第三态（高阻状态），而由DMA控制器接管，控制传送的字节数，判断DMA是否结束，以及发出DMA结束信号。
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富士通半导体(上海)有限公司日前宣布，推出首批基于ARM® Cortex™-M4处理器内核的FM4系列32位RISC 微控制器。富士通半导体本次共推出84款MB9B560R/460R/360R/160R 系列产品，将于2013年7月底开始提供样片。 FM4系列是基于现有的FM3系列，能够提供具有更高计算性能和增强的外设性能的产品。FM4系列推出的新品继承了FM3系列的高品质和易用性，应用领域较FM3更广泛。新品适合需要先进高速计算性能的应用领域，例如：通用变频器、伺服电机、可编程逻辑控制器(PLC)和其它工业设备及使用变频的家电。 富士通半导体自2010年推出FM3系列产品以来，致力于提供易于选择、使用且可靠的微
产品 /
无论这么设置USart，上电后都会发送一个无效字符，这个是STATUS寄存器的上电初始值有问题造成的，Usart的发送数据寄存器有一个缓冲移位寄存器。并且发送有两个状态，一个是发送数据寄存器为空，一个是移位寄存器发送完成。上电后Usart的状态寄存器的发送完成位为0，造成了上电以后会始终会有一个值被发送，这个值就是发送移位寄存器中的值，而这个值有时候是0X00有时候是0XFE 。 要解决这个问题，在初始化的时候先初始化Usart，然后再配置Usart的GPIO位，就可以避免Usart上电发送一个无效字符的问题。 还有一种可能性，在上电后至端口初始化，STM32的I/O端口处于高阻状态，有些RS232转换芯片在输入端为高阻时
01 单片机外部中断简介 所谓外部中断，就是通过外部信号所引起的中断，如单片机引脚上的电平变化(高电平、低电平)、边沿变化(上升沿、下降沿)等。51单片机有5个中断源，其中有两个是外部中断，分别为INT0和INT1，INT0被分配在P3.2引脚，INT1被分配在P3.2引脚，也即是说如果使用51单片机的外部中断0，则必须将信号接在P3.2上，否则无效。 02 举例说明什么是中断 单片机在执行程序时有两种方式： 查询方式 中断方式 所谓查询方式就是单片机一遍一遍的扫描，查看所监视的目标有没有发生变化，是一种主动式的监视方法，用一个成语可以很客观的描述：守株待兔。 所谓中断方式就是单片机不主动去监视目标，而是目标主动通知单片机状态发
/* 名称：从左到右的流水灯 说明：接在 P0 口的 8 个 LED 从左到右循环依次点亮，产生走 马灯效果 */ #include reg51.h #include intrins.h #define uchar unsigned char #define uint unsigned int //延时 void DelayMS(uint x) { uchar i; while(x--) { } } for(i=0;i 120;i++); //主程序 void main() { P0=0xfe; while(
//PWM输出脚P0.3 //----------------------------------------------------------------------------- // Includes //----------------------------------------------------------------------------- #include // SFR declarations #include #include //----------------------------------------------------------------------------- // Fun
近年来， 单片机 在工业自动化、生产过程控制、智能仪器仪表等领域的应用越来越广泛，大大提高了产品的质量，有效地提高了生产效率。但是，测控系统的工作环境往往复杂、比较恶劣，尤其是系统周围的电磁环境，这对系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。单片机测控系统必须长期稳定、可靠运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使系统失灵，甚至造成巨大损失。下面着重分析 干扰 对单片机应用系统的影响，并结合亲身经验，从软、硬两个方面给出具体的解决方法。 2. 干扰对单片机应用系统的影响 影响应用系统可靠、安全运行的主要因素来自系统内部和外部的各种电磁干扰，以及系统结构设计、元器件安装、加工工艺和外部电磁环境条件等。这些因素对单片机系统造成的
一、GPIO介绍 GPIO是单片机最常用的功能，XEP100单片机的并行I/O的资源很丰富，XEP100的IO有PORTA、PORTB、PORTH、PORTJ、PORTM、PORTP、PORTS、PORTT、PORTK和PORTE共10组IO。这些I/O口除了具有通用I/O功能外，还分别具有专用I/O的功能。能够准确的通过需要进行设置，专用I/O功能启用后，通用I/O功能自动关闭。 在使用单片机的并行I/O时要进行一些设置，主要的设置如下所示： 1功能设置 每个I/O子系统都有一个功能设置寄存器，其中的几个位用于部分或者全部引脚的功能设定，设定为专用功能后，方向设置功能可能自然禁止，但上拉、下拉及降功率驱动功能一般仍然有效，具体
（三）——GPIO输出功能测试 /
以前用汇编语言写单片机程序的时候，这样的一个问题还是相对轻易解决的。比如用的是12MHz晶振的51，打算延时20us，只要用下面的代码，就可以满足一般的需要： mov r0, #09h loop: djnz r0, loop 51单片机的指令周期是晶振频率的1/12，也就是1us一个周期。mov r0, #09h需要2个极其周期，djnz也需要2个极其周期。那么存在r0里的数就是(20-2)/2。用这种方法，可以十分便捷的实现256us以下时间的延时。假如需要更长时间，能够正常的使用两层嵌套。而且精度能够达到2us，一般来说，这已经足够了。 现在，应用更广泛的毫无疑问是Keil的C编译器。相对汇编来说，C固然有很多优点，比如程序易维护，便
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