Микропроцессорные устройства РТС и их программное обеспечение (1088972), страница 8
Текст из файла (страница 8)
four-wire) интерфейсом .В отличие от стандартного последовательного порта (англ. standard serial port), SPI является синхронныминтерфейсом, в котором любая передача синхронизирована с общим тактовым сигналом, генерируемымведущим устройством (процессором). Принимающая периферия (ведомая) синхронизирует получениебитовой последовательности с тактовым сигналом. К одному последовательному периферийномуинтерфейсу ведущего устройства-микросхемы может присоединяться несколько микросхем. Ведущееустройство выбирает ведомое для передачи, активируя сигнал «выбор кристалла» (англ. chip select) наведомой микросхеме.
Периферия, не выбранная процессором, не принимает участие в передаче по SPI.В SPI используются четыре цифровых сигнала:MOSI или SI — выход ведущего, вход ведомого (англ. Master Out Slave In). Служит для передачиданных от ведущего устройства ведомому.MISO или SO — вход ведущего, выход ведомого (англ. Master In Slave Out). Служит для передачиданных от ведомого устройства ведущему.SCLK или SCK — последовательный тактовый сигнал (англ. Serial CLocK). Служит для передачитактового сигнала для ведомых устройств.CS или SS — выбор микросхемы, выбор ведомого (англ. Chip Select, Slave Select).ОбзорСхемы последовательного периферийного интерфейса обеспечивают синхронную последовательнуюсвязь, обеспечивающую передачу данных во внешние устройства в режиме ведущего и ведомого.
В томслучае, если в системе присутствует внешний процессор, с помощью этого интерфейса может бытьобеспечена межпроцессорная связь.Аппаратная часть последовательный периферийный интерфейс по существу представляет собойсдвиговый регистр, который последовательно выдвигает биты данных в другие аналогичные интерфейсыпрочих устройств.
Во время процесса передачи одно из устройств работает как ведущее, обеспечиваяконтроль над потоком данных, в то время как другие, ведомые устройства, принимают или передают данныепод управлением ведущего. Функции ведущего устройства интерфейса могут передаваться от одногопроцессора другому (мультимастерный протокол по сравнению с одномастерным, когда только одинпроцессор всегда работает в качестве ведущего, а все остальные в качестве ведомых), и ведущее устройствоможет вести передачу одних и тех же данных нескольким ведомым устройствам одновременно. Тем неменее, в текущий момент времени только одно ведомое устройство может осуществлять передачу данныхведущему.Ведомое устройство выбирается, когда ведущее выдает сигнал NSS.
Если присутствуют одновременнонесколько ведомых устройств, ведущее вырабатывает раздельные сигналы выбора для каждого из них(NPSC).Система SPI состоит из двух линий данных и двух линий управления:Из ведущего в ведомое (Master Out Slave In) Эта линия обеспечивает побитную выдачу данных сосдвигом из ведущего и передачу на прием ведомого.Из ведомого в ведущее (Master In Slave Out) Эта линия обеспечивает передачу данных с выходаведомого на вход ведущего.
Во время каждой отдельно взятой передачи линию может занимать толькоодно ведомое устройство.Тактовый сигнал последовательной передачи (Serial Clock - SPCK). Состояние этой линии управляетсяведущим устройством и регулирует (синхронизирует) передачу бит данных. Ведущее устройствоуправляет скоростью передачи данных и может задавать различные скорости передачи, каждый периодсигнала SPCK соответствует передаче одного бита данных.Выбор ведущего (NSS): Эта линия управления позволяет аппаратно включать и выключать ведомыеустройства.Структурная схемаРис.
29-1. Структурная схемаСтруктурная схема типового примененияСтруктурная схема типового применения: Одно ведущее и несколько ведомых устройствОписание сигналовОписание сигналовНазвание выводаMISOMOSISPCKNPCS1-NPCS3NPCS0/NSSТипВедущийВедомыйВыход ведомого - вход ведущегоВходВыходВыход ведущего - вход ведомогоВыход ВходСинхронизацияВыход ВходВыбор корпуса периферийного устройстваВыход Не используетсяВыбор корпуса периферийного/ведомого устройства Выход ВходОписание выводаРазличия в реализации устройств семействаЛинии ввода - выводаВыводы, предназначенные для взаимодействия с совместимыми внешними устройствами, могут бытьобъединены с линиями ввода - вывода.
Поэтому программист должен в первую очередь конфигурироватьконтроллеры ввода - вывода чтобы назначить периферийные функции для выводов SPI.Управление питаниемSPI может синхронизироваться через контроллер управления питанием, поэтому программист должен впервую очередь разрешить конфигурировать контроллер управления питанием, чтобы разрешить подачутактового сигнала на SPI.ПрерыванияИнтерфейс SPI использует прерывание, подключенное к расширенному контроллеру прерываний.Поэтому для обработки прерываний, поступающих с SPI, необходимо конфигурировать AIC передконфигурированием SPI.Основные характеристики и особенности использования интерфейса RS-232 в микропроцессорныхсистемах.RS-232 (англ.
Recommended Standard 232) — в телекоммуникации, стандарт последовательной синхронной иасинхронной передачи двоичных данных между терминалом (англ. Data Terminal Equipment, DTE) иконечным устройством (англ. Data Communications Equipment, DCE).ОписаниеRS-232 — интерфейс передачи информации между двумя устройствами на расстоянии до 30 метров.Информация передается по проводам с уровнями сигналов, отличающимися от стандартных 5В, дляобеспечения большей устойчивости к помехам. Асинхронная передача данных осуществляется сустановленной скоростью при синхронизации уровнем сигнала стартового импульса.НазначениеИнтерфейс RS-232-C был разработан для простого применения, однозначно определяемого по его названию:«Интерфейс между терминальным оборудованием и связным оборудованием с обменом попоследовательному двоичному коду».Чаще всего используется в промышленном и узкоспециальном оборудовании, встраиваемых устройствах.Иногда присутствует на современных персональных компьютерах.Принцип работыПо структуре это обычный асинхронный последовательный протокол, то есть передающая сторона поочереди выдает в линию 0 и 1, а принимающая отслеживает их и запоминает.Данные передаются пакетами по одному байту (8 бит).Вначале передаётся стартовый бит, противоположной полярности состоянию незанятой (idle) линии, послечего передаётся непосредственно кадр полезной информации, от 5 до 8-ми бит.Увидев стартовый бит, приемник выжидает интервал T1 и считывает первый бит, потом через интервалы T2считывает остальные информационные биты.
Последний бит — стоповый бит (состояние незанятой линии),говорящий о том, что передача завершена. Возможно 1, 1.5, 2 стоповых бита.В конце байта, перед стоп битом, может передаваться бит четности (parity bit) для контроля качествапередачи. Он позволяет выявить ошибку в нечетное число бит (используется, так как наиболее вероятнаошибка в 1 бит).СоединителиОсновная статья: Сигналы последовательных портовУстройства для связи по последовательному каналу соединяются кабелями с 9-ю или 25-ю контактнымиразъёмами типа D-sub.
Обычно они обозначаются DE-9 (или некорректно: DB-9), DB-25, CANNON 9,CANNON 25.Первоначально в RS-232 использовались DB-25, но, поскольку многие приложения использовали лишьчасть предусмотренных стандартом контактов, стало возможно применять для этих целей 9-штырьковыеразъёмы DE-9 (D-subminiature), которые рекомендованы стандартом RS-574.СтандартАссоциация электронной промышленности (EIA) развивает стандарты по передаче данных. Стандарты EIAимеют префикс «RS». «RS» означает рекомендуемый стандарт, но сейчас стандарты просто обозначаютсякак «EIA» стандарты. RS-232 был введён в 1962 году.
Стандарт развивался, и в 1969 г. представлена третьяредакция (RS-232C). Четвёртая редакция была в 1987 (RS-232D, известная также под EIA-232D). RS-232идентичен стандартам МККТТ (CCITT) V.24/V.28, X.20bis/X.21bis и ISO IS2110. Самой последнеймодификацией является модификация «Е», принятая в июле 1991 г.
как стандарт EIA/TIA-232E. В данномварианте нет никаких технических изменений, которые могли бы привести к проблемам совместимости спредыдущими вариантами этого стандарта.ПримечанияНа практике, в зависимости от качества применяемого кабеля, требуемое расстояние передачи данных в 15метров может не достигаться, составляя, к примеру, порядка 1,5 м на скорости 115200 бод длянеэкранированного плоского или круглого кабеля. Для преодоления этого ограничения, а также возможногополучения гальванической развязки между узлами, можно применить преобразователи RS-232—RS-422 (ссохранением полной программной совместимости) или RS-232—RS-485 (с определёнными программнымиограничениями).
При этом расстояние может быть увеличено до 1 км на скорости 921600 бод ииспользовании кабеля типа «витая пара» категории 3.Интерфейс I2C. Электрические, функциональные и процедурные характеристики. Особенности применения.I²C (русск. ай-ту-си) — последовательная шина данных для связи интегральных схем, разработанная фирмойPhilips в начале 1980-х как простая шина внутренней связи для создания управляющей электроники.Используется для соединения низкоскоростных периферийных компонентов с материнской платой,встраиваемыми системами и мобильными телефонами. Название представляет собой аббревиатуру словInter-Integrated Circuit. 1 октября 2006 года отменены лицензионные отчисления за использование протоколаI²C. Однако, отчисления сохраняются для выделения эксклюзивного подчинённого адреса на шине I²C.История и схемотехникаПример схемотехники с одним микроконтроллером (uC Master) и тремя подчинёнными (slave) устройствами(ADC — аналого-цифровой преобразователь, DAC — цифро-аналоговый преобразователь и второймикроконтроллер uC Slave), нагруженными резисторами RpI²C использует две двунаправленных линии, подтянутые к напряжению питания и управляемые черезоткрытый коллектор или открытый сток — последовательная линия данных (SDA, англ.
Serial DAta) ипоследовательная линия тактирования (SCL, англ. Serial CLock), обе нагруженные резисторами.Стандартные напряжения +5 В или +3,3 В, однако допускаются и другие.Классическая адресация включает 7-битное адресное пространство с 16 зарезервированными адресами.
Этоозначает до 112 свободных адресов для подключения периферии на одну шину.Основной режим работы — 100 кбит/с; 10 кбит/с в режиме работы с пониженной скоростью. Заметим, чтостандарт допускает приостановку тактирования для работы с медленными устройствами.После пересмотра стандарта в 1992 году становится возможным подключение ещё большего количестваустройств на одну шину (за счёт возможности 10-битной адресации), а также большую скорость до 400кбит/с в скоростном режиме. Соответственно, доступное количество свободных узлов выросло до 1008.Максимальное допустимое количество микросхем, подсоединенных к одной шине, ограничиваетсямаксимальной емкостью шины в 400 пФ.Версия стандарта 2.0, выпущенная в 1998 году представила высокоскоростной режим работы со скоростьюдо 3,4 Мбит/с с пониженным энергопотреблением.
Последняя версия 2.1 2001 года включила лишьнезначительные доработки.Тактировка последовательности передачи данныхПринцип работыСостояние СТАРТ и СТОППроцедура обмена начинается с того, что ведущий формирует состояние СТАРТ — ведущий генерируетпереход сигнала линии SDA из ВЫСОКОГО состояния в НИЗКОЕ при ВЫСОКОМ уровне на линии SCL.Этот переход воспринимается всеми устройствами, подключенными к шине как признак начала процедурыобмена. Генерация синхросигнала — это всегда обязанность ведущего; каждый ведущий генерирует свойсобственный сигнал синхронизации при пересылке данных по шине.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
