1、對 spi、 iic、 iis、 uart、 can 、 sdio、 gpio 的解釋2010-01-2115:38spispi(serialperipheralinterface ：串行外設接口 );spi總線由三條信號線組成：串行時鐘(sclk)、串行數(shù)據(jù)輸出(sdo)、串行數(shù)據(jù)輸入 (sdi) 。 spi 總線可以實現(xiàn)多個spi 設備互相連接。提供 spi 串行時鐘的 spi設備為 spi 主機或主設備(master) ， 其他設備為 spi 從機或從設備(slave) 。 主從設備間可以實現(xiàn)全雙工通信， 當有多個從設備時， 還可以增加一條從設備選擇線。如果用通用 io 口模擬 spi

2、總線， 必須要有一個輸出口 (sdo) ， 一個輸入口 (sdi) ，另一個口則視實現(xiàn)的設備類型而定， 如果要實現(xiàn)主從設備， 則需輸入輸出口， 若只實現(xiàn)主設備，則需輸出口即可，若只實現(xiàn)從設備，則只需輸入口即可。iiciic(inter integratedcircuit) 總線是一種由 philips 公司開發(fā)的兩線式串行總線，用于連接微控制器及其外圍設備。i2c總線用兩條線(sda和scl/e總線和裝置之間傳遞信息，在微控制器和外部設備之間進行串行通訊或在主設備和從設備之間的雙向數(shù)據(jù)傳送。i2c 是 od 輸出的，大部分i2c 都是 2 線的(時鐘和數(shù)據(jù))，一般用來傳輸控制信號。iisiis

3、（ inter-icsoundbus ）是飛利浦公司為數(shù)字音頻設備之間的音頻數(shù)據(jù)傳輸而制定的一種總線標準。i2s 則大部分是3 線的（除了時鐘和數(shù)據(jù)外，還有一個左右聲道的選擇信號），i2s 主要用來傳輸音頻信號。uartuart（universalasynchronousreceivertransmitter ：通用異步收發(fā)器）。uart 總線是異步串口， 因此一般比前兩種同步串口的結(jié)構(gòu)要復雜很多， 一般由波特率產(chǎn)生器（產(chǎn)生的波特率等于傳輸波特率的16 倍） 、 uart 接收器、 uart發(fā)送器組成，硬件上由兩根線，一根用于發(fā)送，一根用于接收。cancan ，全稱為“ controllera

4、reanetwork ”，即控制器局域網(wǎng)，是國際上應用最廣泛的現(xiàn)場總線之一。最初， can 被設計作為汽車環(huán)境中的微控制器通訊，在車載各電子控制裝置ecu 之間交換信息，形成汽車電子控制網(wǎng)絡。比如：發(fā)動機管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備、電子主干系統(tǒng)中，均嵌入 can 控制裝置。實際應用中，一個由 can 總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡中， 理論上可以掛接無數(shù)個節(jié)點。節(jié)點數(shù)目受網(wǎng)絡硬件的電氣特性所限制。例如，當使用 philipsp82c250 作為can 收發(fā)器時，同一網(wǎng)絡中允許掛接110 個節(jié)點。 can 可提供高達1mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率， 這使實時控制變得非常容易。 另外， 硬件的錯誤檢定特性

5、也增強了 can 的抗電磁干擾能力。can 是怎樣發(fā)展起來的？can 最初出現(xiàn)在80 年代末的汽車工業(yè)中， 由德國 bosch 公司最先提出。 當時，由于消費者對于汽車功能的要求越來越多， 而這些功能的實現(xiàn)大多是基于電子操作的， 這就使得電子裝置之間的通訊越來越復雜， 同時意味著需要更多的連接信號線。提出 can 總線的最初動機就是為了解決現(xiàn)代汽車中龐大的電子控制裝置之間的通訊，減少不斷增加的信號線。于是，他們設計了一個單一的網(wǎng)絡總線，所有的外圍器件可以被掛接在該總線上。 1993 年， can 已成為國際標準iso11898（ 高速應用）和 iso11519 （低速應用）。can 是一種多主

6、方式的串行通訊總線，基本設計規(guī)范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測出產(chǎn)生的任何錯誤。當信號傳輸距離達到 10km 時，can 仍可提供高達50kbit/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率。由于 can 總線具有很高的實時性能，因此， can 已經(jīng)在汽車工業(yè)、航空工業(yè)、工業(yè)控制、安全防護等領(lǐng)域中得到了廣泛應用。can 是怎樣工作的？can 通訊協(xié)議主要描述設備之間的信息傳遞方式。can 層的定義與開放系統(tǒng)互連模型（ osi ）一致。每一層與另一設備上相同的那一層通訊。實際的通訊發(fā)生 在每一設備上相鄰的兩層，而設備只通過模型物理層的物理介質(zhì)互連。 can 的規(guī)范定義了模型的最下面兩層：數(shù)據(jù)鏈路層和物理

7、層。下表中展示了 osi 開放式互連模型的各層。應用層協(xié)議可以由 can 用戶定義成適合特別工業(yè)領(lǐng)域的任何方案。已在工業(yè)控制和制造業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應用的標準是devicenet ，這是為 plc 和智能傳感器設計的。在汽車工業(yè)，許多制造商都應用他們自己的標準。表 1osi 開放系統(tǒng)互連模型應用層最高層。用戶、軟件、網(wǎng)絡終端等之間用來進行信息交換。如： devicenet6表示層將兩個應用不同數(shù)據(jù)格式的系統(tǒng)信息轉(zhuǎn)化為能共同理解的格式會話層依靠低層的通信功能來進行數(shù)據(jù)的有效傳遞。傳輸層兩通訊節(jié)點之間數(shù)據(jù)傳輸控制。操作如：數(shù)據(jù)重發(fā)，數(shù)據(jù)錯誤修復3網(wǎng)絡層規(guī)定了網(wǎng)絡連接的建立、維持和拆除的協(xié)議。如：路由和

8、尋址2數(shù)據(jù)鏈路層規(guī)定了在介質(zhì)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位的排列和組織。如：數(shù)據(jù)校驗和幀結(jié)構(gòu)1物理層規(guī)定通訊介質(zhì)的物理特性。如：電氣特性和信號交換的解釋can 能夠使用多種物理介質(zhì)，例如雙絞線、光纖等。最常用的就是雙絞線。信號使用差分電壓傳送，兩條信號線被稱為“can_h”和“ can_l”，靜態(tài)時均是 2.5v 左右， 此時狀態(tài)表示為邏輯“也可以叫做“隱性”。1 ”，用 can_h 比can_l 高表示邏輯“ 0 ”，稱為“顯形”， 此時， 通常電壓值為： can_h=3.5v和 can_l=1.5v 。can 有哪些特性？can 具有十分優(yōu)越的特點，使人們樂于選擇。這些特性包括：?低成本?極高的總線利用率

9、?很遠的數(shù)據(jù)傳輸距離（長達10km）?高速的數(shù)據(jù)傳輸速率（高達1mbit/s ）?可根據(jù)報文的id 決定接收或屏蔽該報文?可靠的錯誤處理和檢錯機制?發(fā)送的信息遭到破壞后，可自動重發(fā)?節(jié)點在錯誤嚴重的情況下具有自動退出總線的功能?報文不包含源地址或目標地址，僅用標志符來指示功能信息、優(yōu)先級信息philips 制造的 can 芯片有哪些？表 2can 芯片一覽表類別型號備注p87c591 替代 p87c592can 微控制器 xac3716 位 mcucan 獨立控制器sja1000 替代 82c200pca82c250高速can收發(fā)器pca82c251高速can收發(fā)器pca82c252容錯can

10、收發(fā)器tja1040高速can收發(fā)器tja1041高速can收發(fā)器tja1050高速can收發(fā)器tja1053容錯can收發(fā)器tja1054lin 收發(fā)器 tja1020lin 收發(fā)器什么是 csma/cd?csma/cd 是“載波偵聽多路訪問 / 沖突檢測”( carriersensemultipleaccesswithcollisiondetect )的縮寫。利用 csma 訪問總線， 可對總線上信號進行檢測， 只有當總線處于空閑狀態(tài)時，當檢測到一才允許發(fā)送。 利用這種方法， 可以允許多個節(jié)點掛接到同一網(wǎng)絡上。個沖突位時， 所有節(jié)點重新回到監(jiān)聽總線狀態(tài)， 直到該沖突時間過后， 才開始發(fā)送。

11、 在總線超載的情況下， 這種技術(shù)可能會造成發(fā)送信號經(jīng)過許多延遲。 為了避免發(fā)送時延，可利用 csma/cd 方式訪問總線。當總線上有兩個節(jié)點同時進行發(fā)送時， 必須通過“無損的逐位仲裁”方法來使有最高優(yōu)先權(quán)的的報文優(yōu)先發(fā)送。 在 can 總線上發(fā)送的每一條報文都具有唯一的一個11 位或 29 位數(shù)字的id。can總線狀態(tài)取決于二進制數(shù)0而不是1d號題姒，則該報文擁有越高的優(yōu)先權(quán)。因此一個為全 0 標志符的報文具有總線上的最高級優(yōu)先權(quán)。 可用另外的方法來解釋： 在消息沖突的位置， 第一個節(jié)點發(fā)送0 而另外的節(jié)點發(fā)送1 ， 那么發(fā)送 0 的節(jié)點將取得總線的控制權(quán)， 并且能夠成功的發(fā)送出它的信息。-2

12、-can 的高層協(xié)議can 的高層協(xié)議（也可理解為應用層協(xié)議）是一種在現(xiàn)有的底層協(xié)議（物理層和數(shù)據(jù)鏈路層）之上實現(xiàn)的協(xié)議。高層協(xié)議是在can 規(guī)范的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的應用層。許多系統(tǒng)（像汽車工業(yè)）中，可以特別制定一個合適的應用層，但對于許多的行業(yè)來說， 這種方法是不經(jīng)濟的。 一些組織已經(jīng)研究并開放了應用層標準，以使系統(tǒng)的綜合應用變得十分容易。一些可使用的 can 高層協(xié)議有：制定組織主要高層協(xié)議ciacal 協(xié)議ciacanopen 協(xié)議odvadevicenet 協(xié)議honeywellsds 協(xié)議kvasercankingdom 協(xié)議什么是標準格式can 和擴展格式 can?標準 can 的標

13、志符長度是11 位，而擴展格式can 的標志符長度可達29 位。can 協(xié)議的 2.0a 版本規(guī)定 can 控制器必須有一個11 位的標志符。同時，在2.0b 版本中規(guī)定， can 控制器的標志符長度可以是11 位或 29 位。遵循can2.0b 協(xié)議的 can 控制器可以發(fā)送和接收 11 位標識符的標準格式報文或29 位標識符的擴展格式報文。 如果禁止 can2.0b, 則 can 控制器只能發(fā)送和接收 11 位標識符的標準格式報文， 而忽略擴展格式的報文結(jié)構(gòu)， 但不會出現(xiàn)錯誤。目前， philips 公司主要推廣的 can 獨立控制器均支持can2.0b 協(xié)議，即支持29 位標識符的擴展格

14、式報文結(jié)構(gòu)。sdiosdio 是 sd 型的擴展接口，除了可以接sd 卡外，還可以接支持sdio 接口的設備，插口的用途不止是插存儲卡。支持sdio 接口的 pda ，筆記本電腦等都可以連接象gps 接收器， wi-fi 或藍牙適配器，調(diào)制解調(diào)器，局域網(wǎng)適配器，條型碼讀取器， fm 無線電，電視接收器，射頻身份認證讀取器，或者數(shù)碼相機 等等采用 sd 標準接口的設備。gpiogpio（generalpurposeinputoutput 通用輸入 / 輸出 ）或總線擴展器利用工業(yè)標準i2c、smbus?四pi?接口簡化了 i/o 口的擴展。當微控制器或芯片組沒有足夠的 i/o 端口，或當系統(tǒng)需要采用遠端串行通信或控制時， gpio 產(chǎn)品能夠提供額外的控制和監(jiān)視功能。每個 gpio 端口可通過軟件分別配置成輸入或輸出。 maxim 的 gpio 產(chǎn)品線包括 8 端口至 28 端口的 gpio ，提供推挽式輸出或漏極開路輸出。提供微型3mmx3mmqfn 封裝。gpio 的優(yōu)點 （端口擴展器）低功耗：gpio具有更低的功率損耗（大約1隱,心的工作電流則為100盟,集成 iic