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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。
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 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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