总线通信汇总
2023-12-15 11:29:37 4 举报
AI智能生成
总线通信汇总,CAN、URAT、IIC、SPI、LIN、Flexray等
作者其他创作
大纲/内容
UART(串口)
原理:Universal Asynchronous Receiver/Transmitter;通用异步串行口
总线双向通信,可以实现全双工传输和接收
总线双向通信,可以实现全双工传输和接收
2线:TX+RX
原理:发送UART从数据总线获取并行数据后,
它会添加一个起始位,一个奇偶校验位和一个停止位来组成数据包并从Tx引脚上逐位串行输出,
接收UART在其Rx引脚上逐位读取数据包。
它会添加一个起始位,一个奇偶校验位和一个停止位来组成数据包并从Tx引脚上逐位串行输出,
接收UART在其Rx引脚上逐位读取数据包。
SPI
Serial Peripheral Interface 串行外设接口,MOTOROLA提出,设备分为主机与从机系统
全双工,同步的通信总线,SPI的速率比I2C高(2倍),一般可以到几十Mbps
全双工,同步的通信总线,SPI的速率比I2C高(2倍),一般可以到几十Mbps
4线:SCLK、
MOSI(主机输出,从机输入)、
MISO(主机输入,从机输出)、
CS 片选信号
MOSI(主机输出,从机输入)、
MISO(主机输入,从机输出)、
CS 片选信号
原理:
I2C
Inter-Integrated Circuit,PHILIPS提出,简单、半双工、双向二线制同步串行总线,双向I/O线。
接口电路为开漏输出.需通过上拉电阻接电源VCC.当总线空闲时.两根线都是高电平
接口电路为开漏输出.需通过上拉电阻接电源VCC.当总线空闲时.两根线都是高电平
2线:SDA(数据线)、SCL(时钟线)
原理:I2C的数据传输是以多个msg的形式进行,每个msg都包含从机的二进制地址帧,
以及一个或多个数据帧,还包括开始条件和停止条件,读/写位和数据帧之间的ACK / NACK位:
以及一个或多个数据帧,还包括开始条件和停止条件,读/写位和数据帧之间的ACK / NACK位:
I2S
Inter-IC Sound Bus,飞利浦公司为数字音频设备之间的音频 数据传输而制定的一种总线标准
I2S主要用来传输音频信号。如STB、DVD、MP3等常用
I2S主要用来传输音频信号。如STB、DVD、MP3等常用
3线:SDA(数据线)、SCL(时钟线)、LRCK(左右声道的选择信号)
TTL电平
Transistor-Transistor Logic,TTL电平一般用于芯片与芯片之间的通信
TTL、RS232是逻辑电平信号。RS-485、CAN为差分信号。
RS232
RS232采用了正负逻辑电平,提高线路的抗干扰性最远可以达到15米左右;
RS232全双工只支持点对点通讯(1:1)
RS485,它使用两线制的差分信号传输,最远可至1200米
RS485半双工或单双工支持总线形式通讯(1:N)
RS232全双工只支持点对点通讯(1:1)
RS485,它使用两线制的差分信号传输,最远可至1200米
RS485半双工或单双工支持总线形式通讯(1:N)
CAN
Controller Area Network,控制器局域网,德国BOSCH公司分布式实时控制的串行通信网络、异步通讯,理论上可以挂接无数个节点;
CAN节点通常分为三个部分;MCU/CPU;CAN控制器,CAN收发器;
CAN节点通常分为三个部分;MCU/CPU;CAN控制器,CAN收发器;
节点
2线:双绞线CANH、CANL
原理:CAN总线上通过差分信号进行数据传输;
CAN收发器将差分信号转换为TTL电平信号,或者将TTL电平信号转换为差分信号;
CAN控制器将TTL电平信号接收,并传输给MCU;
广播发送,不需要寻址
CAN收发器将差分信号转换为TTL电平信号,或者将TTL电平信号转换为差分信号;
CAN控制器将TTL电平信号接收,并传输给MCU;
广播发送,不需要寻址
帧类型
数据帧:包含用于传输的节点数据的帧
远程帧:请求传输特定标识符的帧
远程帧与数据帧相似,但有两点不同。远程帧是由接收方发送的,用于请求发送方提供数据,所以远程帧和数据帧之间的区别是远程帧不包含任何数据字段,因为它不用于数据传输。第二个区别是远程帧的RTR 位为隐性状态,当总线上具有相同标识符的数据帧和远程帧同时发送时,由于数据帧RTR位是显性的,数据帧将在仲裁中赢得总线控制权。
错误帧:由任何检测到错误的节点发送的帧
过载帧:在数据帧或远程帧之间插入延迟的帧
帧间隔
LIN
Local Interconnect Network,LIN 的拓扑结构为单总线,应用了单一主机多从机的概念。
仅使用一根信号线便可完成信息的传输,即所谓的单总线设备
仅使用一根信号线便可完成信息的传输,即所谓的单总线设备
子主题
FlexRay
MOST
Media oriented system transport,媒体导向的串行传输,主要用于多媒体传输的数据总线技术。
例如,可以将导航娱乐系统的地图或者MP3的封面轻松地传给仪表盘。
例如,可以将导航娱乐系统的地图或者MP3的封面轻松地传给仪表盘。
Ethernet
各车载总线的重要特征对比
USB
Universal Serial Bus(通用串行总线),传输速度快,支持热插拔,可连接多个设备
USB1.0:低速模式(low speed):传输速率为1.5Mbps;
USB1.1:全速模式(full speed):传输速率为12Mbps;
USB2.0:向下兼容,高速模式(high speed):25~480Mbps;
USB3.0:向下兼容,(super speed):理论上最高达5Gbps,实际中,也就是high speed 的10倍左右;
USB3.1:Gen2 超高速(SuperSpeed +)传输速率为 10Gbps。
USB1.1:全速模式(full speed):传输速率为12Mbps;
USB2.0:向下兼容,高速模式(high speed):25~480Mbps;
USB3.0:向下兼容,(super speed):理论上最高达5Gbps,实际中,也就是high speed 的10倍左右;
USB3.1:Gen2 超高速(SuperSpeed +)传输速率为 10Gbps。
通信方式
串行
指一个bit一个bit的收发数据
计算机与外设之间的远距离通信
分两种方式
同步
通信设备之间通过同步信号(CLK时钟)来实现数据传输的通信叫同步通信
异步
通信设备之间通过约定一样的时间来收发数据。即波特率。
并行
一次性可以同时收发n个bit,可以以字或字节为单位
速度快,但用的通信线多、成本高,故不宜进行远距离通信
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