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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。 
 
▲ PC上通过UART来调试MCU  
▲ 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: 
 
▲ SPI 数据传输(1)  
▲ SPI数据传输(2)  
▲ 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。 
 
▲ 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)。 
 
▲ 红外控制信号也是一个串行通讯信号  
▲ 红外信号接收与放大整形电路  
▲ 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。 
 
▲ 串入、并出移位寄存器  
▲ 由八个D寄存器组成的移位寄存器  
▲ 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): 
 
▲ PWM控制LED亮度  
▲ PWM控制LED亮度  
▲ 调幅与调频信号  
▲ 相位调制信号  
▲ 方波边沿抖动波形  
声明:本文素材来源网络  
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