串行擴(kuò)展的特點(diǎn)
串行擴(kuò)展總線技術(shù)是新一代單片機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)顯著特點(diǎn)。其中公司推出的I2C總線最為著名。與并行擴(kuò)展總線相比，串行擴(kuò)展總線有突出的優(yōu)點(diǎn)：電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，程序編寫方便，易于實(shí)現(xiàn)用戶系統(tǒng)軟硬件的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化等，目前I2C總線技術(shù)已為許多著名公司所采用，并廣泛應(yīng)用于視頻、音像系統(tǒng)中。
I2C（IIC）總線是Philips公司推出的芯片間串行傳輸總線。它用兩根線實(shí)現(xiàn)了完善的全雙工同步數(shù)據(jù)傳送，可以極為方便地構(gòu)成多機(jī)系統(tǒng)和外圍器件擴(kuò)展系統(tǒng)。I2C總線采用了器件地址的硬件設(shè)置方法，通過軟件尋址完全避免了器件的片選線尋址方法，從而使硬件系統(tǒng)具有簡(jiǎn)單靈活的擴(kuò)展方法。
SPI（Serial Peripheral Interface，串行外設(shè)接口）總線系統(tǒng)是Motorola公司提出的一種同步串行外設(shè)接口，允許MCU與各種外圍設(shè)備以同步串行方式進(jìn)行通信，其外圍設(shè)備種類繁多，從最簡(jiǎn)單的TTL移位寄存器到復(fù)雜的LCD顯示驅(qū)動(dòng)器、網(wǎng)絡(luò)控制器等，可謂應(yīng)有盡有。SPI總線提供了可直接與各廠家生產(chǎn)的多種標(biāo)準(zhǔn)外圍器件直接連接的接口，該接口一般使用4根線：串行時(shí)鐘線SCK、主機(jī)輸入/從機(jī)輸出數(shù)據(jù)線MISO、主機(jī)輸出/從機(jī)輸入數(shù)據(jù)線MOSI和低電平有效的從機(jī)選擇線SS。由于SPI系統(tǒng)總線只需3根公共的時(shí)鐘數(shù)據(jù)線和若干位獨(dú)立的從機(jī)選擇線（依據(jù)從機(jī)數(shù)目而定），在SPI從設(shè)備較少而沒有總線擴(kuò)展能力的單片機(jī)系統(tǒng)中使用特別方便。即使在有總線擴(kuò)展能力的系統(tǒng)中采用SPI設(shè)備也可以簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，省掉很多常規(guī)電路中的接口器件，從而提高了設(shè)計(jì)的可靠性。
USB比較于其他傳統(tǒng)接口的一個(gè)優(yōu)勢(shì)是即插即用的實(shí)現(xiàn)，即插即用（Plug-and-Play）也可以叫做熱插拔（Hot plugging）。 USB接口的最高傳輸率可達(dá)12Mbit/S。一個(gè)USB口理論上可以連接127個(gè)USB設(shè)備，連接的方式也十分靈活。
Microwire串行通信接口是NS公司提出的，Microwire是串行同步雙工通信接口，由一根數(shù)據(jù)輸出線、一根數(shù)據(jù)輸入線和一根時(shí)鐘線組成。所有從器件的時(shí)鐘線連接到同一根SK線上，主器件向SK線發(fā)送時(shí)鐘脈沖信號(hào)，從器件在時(shí)鐘信號(hào)的同步沿輸出/輸入數(shù)據(jù)。主器件的數(shù)據(jù)輸出線DI和所有從器件的數(shù)據(jù)輸入線相接，從器件的數(shù)據(jù)輸出線都接到主器件的數(shù)據(jù)輸入線DO上。與SPI接口類似，每個(gè)從器件也都需要另外提供一條片選通線CS。
One-wire總線是Dallas公司研制開發(fā)的一種協(xié)議。它利用一根線實(shí)現(xiàn)雙向通信，由一個(gè)總線主節(jié)點(diǎn)、一個(gè)或多個(gè)從節(jié)點(diǎn)組成系統(tǒng)，通過一根信號(hào)線對(duì)從芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀取。每一個(gè)符合One-wire協(xié)議的從芯片都有一個(gè)唯一的地址，包括48位的序列號(hào)、8位的家庭代碼和8位的CRC代碼。主芯片對(duì)各個(gè)從芯片的尋找依據(jù)這64位的不同來(lái)進(jìn)行。
CAN，全稱為“Controller Area Network”，即控制器局域網(wǎng)，是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。最初，CAN被設(shè)計(jì)作為汽車環(huán)境中的微控制器，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(luò)。比如：發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、變速箱控制器、儀表裝備，由德國(guó)Bosch公司最先提出的電子主干系統(tǒng)中，均嵌入CAN控制裝置。
一個(gè)由CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理論上可以掛接無(wú)數(shù)個(gè)節(jié)點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中，節(jié)點(diǎn)數(shù)目受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。CAN可提供高達(dá)1Mbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率，這使實(shí)時(shí)控制變得非常容易。另外，硬件的錯(cuò)誤檢定特性也增強(qiáng)了CAN的抗電磁干擾能力。
CAN是一種多主方式的串行通信總線，基本設(shè)計(jì)規(guī)范要求有高的位速率，高抗電磁干擾性，而且能夠檢測(cè)出產(chǎn)生的任何錯(cuò)誤。當(dāng)信號(hào)傳輸距離達(dá)到10km時(shí)，CAN仍可提供高達(dá)50Kbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。
編輯：admin 最后修改時(shí)間：2018-05-08
