当前位置：首页 > article >正文

有线通信方式（I2C、UART、RS485)

article 2025/2/28 20:25:59

1、总线

总线是连接多个部件的信息传输线, 是个部件共享的传输介质。（就是一根线上面挂载了很多个设备，设备可以通过该线进行交流沟通）

特点：同一时刻，只有一个设备可以讲话（向总线发送信息），其他设备都只能听着（从总线上接收信息）。

2、设备选择

既然一根总线上面挂了那么多设备，所有设备都接收，这就起到了广播的作用。
但是发消息的设备可能只想和某个设备沟通，那么我们就需要“点名”指定设备，“点名”的方式包括下面几种：
a、直接添加设备选择线，例如：SPI(Serial Peripheral Interface：串行外设接口)的SS线
b、在数据传输的时候，把要选择的设备地址也传输过去，例如：I2C(INTER IC BUS：意为IC之间总线), 我们可以看一个I2C的读写的数据
在这里插入图片描述
c、在传输的数据里添加标识符，该标识符就像一个标签，当设备匹配到该标签时，就知道要通讯的是自己, 就会去处理接收的数据，例如： CAN(Controller Area Network，现场总线）

3、数据传输

如果只有一根数据线，且规定了一方只能接收，另外一方只能发送，那么此时的的数据传输就做单工通信。
如果只有一根数据线，在同一个时刻，两个设备之间是只能够有一个向另外一个发送的，这便是半双工通信，例如I2C只有一根SDA数据线
如果有两根数据线，在同一个时刻，两个设备之间就可以同时向对方发送信息，这便是全双工通信，例如SPI有串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)， USB

在这里插入图片描述

4、时钟同步

首先时钟同步是指让大家都有一个统一的时间观念。
时钟同步的作用包括让发送方和接收方的数据传输效率保持一致，以及可以用来采样数据，保证数据的完整性和可靠性。
那么时钟同步的方式包括：
a、时钟信号线，例如SPI的串行时钟线(SCLK)， I2C的串行时钟线SCL
b、特殊的数据包和波特率方式，例如UART, 它采用指定的数据包，并且接收方和发送方指定发送速率（也即波特率）

5、I2C

a、设备选择采用数据传输时传输设备地址方式来选择接收设备
b、采用一根数据线SDA，可首先半双工通信
c、采用串行时钟线SCL来保持传输速率

在这里插入图片描述

6、UART

a、UART是点对点的通讯，不需要进行设备选择
b、具有RX和TX两根数据线，可以实现全双工通信
c、采用特殊的数据包和波特率来保持传输速率
在这里插入图片描述

7、RS485

a、设备选择采用数据传输时传输设备地址方式来选择接收设备
b、至少具有两根数据线（A+和B-），但它两根数据线并不能同时双向传输，因为为了提高抗干扰性，使用差分信号，因此只能实现半双工通信。
差分信号的工作原理是通过驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端则通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”或“1”，举个例子，
假设传输的是1，那么则发送信号1和-1，那么受到干扰的时候，他们的信号波动为+2，那么收到的信号就是3和1，两个之间的差值2，那么2/2 = 1，可以知道原本真正传输的信号是1。
c、数据包增加起始位和停止位，进而保证同步数据的发送和接收.

8、参考

https://mp.weixin.qq.com/s/vwh1DyXTz6ePvah4jD3QNA
https://mp.weixin.qq.com/s/Z4KRE9AMO3EBTgrn7L0paw
https://blog.csdn.net/weixin_44006573/article/details/105674761 （I2C的读写的数据图）

查看全文

http://www.kler.cn/a/512851.html