通信总线

QAD：quadrature encoding，正交编码。

正交编码器（又名增量式编码器或光电式编码器），用于检测旋转运动系统的位置和速度。

正交编码器可以对多种电机控制应用实现闭环控制，诸如开关磁阻（SR）电机和交流感应电机（ACIM）。

典型的增量式编码器包括一个放置在电机传动轴上的开槽的轮子和一个用于检测该轮上槽口的发射器/检测器模块。

通常，有三个输出，分别为：A相、B相和索引（INDEX），所提供的信息可被解码，用以提供有关电机轴的运动信息，包括距离和方向。

A相（QEA）和B相（QEB）这两个通道间的关系是惟一的。

如果A相超前B相，那么电机的旋转方向被认为是正向的。

如果A相落后B相，那么电机的旋转方向则被认为是反向的。

第三个通道称为索引脉冲，每转一圈产生一个脉冲，作为基准用来确定绝对位置。

这三个信号的相关时序图，参见图16-1。

编码器产生的正交信号可以有四种各不相同的状态。

这些状态在图16-1中用一个计数周期表示。

请注意，当旋转的方向改变时，这些状态的顺序与此相反。

正交解码器捕捉相位信号和索引脉冲，并将信息转换为位置脉冲的数字计数值。

通常，当传动轴向某一个方向旋转时，该计数值将递增计数；而当传动轴向另一个方向旋转时，则递减计数。

SPI：SPI(Serial Peripheral Interface--串行外设接口)总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。

SPI有三个寄存器分别为：控制寄存器SPCR，状态寄存器SPSR，数据寄存器SPDR。

外围设备包括FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。

SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCLK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI和低电平有效的从机选择线NSS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。

SPI接口是在CPU和外围低速器件之间进行同步串行数据传输，在主器件的移位脉冲下，数据按位传输，高位在前，低位在后，为全双工通信，数据传输速度总体来说比I2C总线要快，速度可达到几Mbps。

SPI，就是高速同步串行口。

3～4线接口，收发独立、可同步进行.
SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，如今越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200.
SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。

也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。

I2C：I2C（Inter－Integrated Circuit）总线是由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。

是微电子通信控制领域广泛采用的一种总线标准。

它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简单，器件封装形式小，通信速率较高等优点。

I2C 总线支持任何IC 生产过程(CMOS、双极性）。

通过串行数据（SDA）线和串行时钟SCL）线在连接到总线的器件间传递信息。

每个器件都有一个唯一的地址识别（无论是微控制器——MCU、LCD 驱动器、存储器或键盘接口），而且都可以作为一个发送器或接收器（由器件的功能决定）。

LCD 驱动器只能作为接收器，而存储器则既可以接收又可以发送数据。

除了发送器和接收器外，器件在执行数据传输时也可以被看作是主机或从机（见表1）。

主机是初始化总线的数据传输并产生允许传输的时钟信号的器件。

此时，任何被寻址的器件都被
认为是从机。

SSI：同步串行接口（英文：Synchronous Serial Interface，SSI）是一种常用的工业用通信接口。

ARM、飞思卡尔、德州仪器、美国国家半导体等公司都支持这种接口。

在这种接口协议下，每一响应数据帧的长度可在4-16位之间变化，数据帧总长度可达25位。

扩展知识：同步串行通信必须以相同的时钟频率进行，大多数串口都是采用的同步方式进行通信的，与其相对应的为：异步串行接口。

同步串行接口：Synchronous Serial Interface，是各类DSP处理器中的常见接口。

工作在网络模式下的SSI端口在某些应用场合非常重要。

SSI接口通信协议是一种带有帧同步信号的串行数据协议；
全双工的串行接口，允许芯片与多种串行设备通信；
高精度绝对值角度编码器中较常用的接口方式
SSI采用主机主动式读出方式，即在主控者发出的时钟脉冲的控制下，从最高有效位（MSB）开始同步传输。

其数据传输时序图如下：
EnDat：EnDat接口是HEIDENHAIN(海德汉)专为编码器设计的数字式、全双工同步串行的数据传输协议具有传输速度快、功能强大、连线简单、抗干扰能力强等优点 是编码器、光栅尺数据传输的通用接口。

绝对式编码器利用自然二进制、循环二进制（格雷码）或PRC码对码盘上的物理刻线进行光电转换，将连接轴的转动角度量转换成相应的电脉冲序列并以数字量输出。

它具有体积小、精度高、接口数字化及绝对定位等优点，被广泛应用于雷达、转台、机器人、数控机床和高精度伺服系统等诸多领域。

绝对式编码器的数据输出以同步串行输出为主，EnDat接口是海
德汉专为编码器设计的数字式、全双工同步串行接口。

它不仅能为增量式和绝对式编码器传输位置值，同时也够传输或更新存储在编码器中的信息，或保存新的信息。

由于使用了串行传输方式，所以只需四条信号线，在后续电子设备的时钟激励下，数据信息被同步传输。

数据类型（位置值、参数、诊断信息等）由后续电子设备发送给编码器的模式指令选择决定。

接口信号可选:SSI或EnDatSSI接口(RS422模式)绝对的位置值由时钟信号触发,从高位(MSB)开始输出与时钟信号同步的串行信号,SSI标准的信号单转为13位(串行),多转为25位(13+12位串行).当不传送信号时,时钟和数据位均是高位,在时钟信号的第一个下降延,当前值开始贮存,从时钟信号上升延开始,数据信号开始传送.t3为恢复信号,等待下次传送.直接PROFIBUS-DP输出接口可选.T=0.9—11us，t1>0.45us，t2≤0.4us，t3=12—35us。

绝对式编码器利用自然二进制、循环二进制（格雷码）或"#$码对码盘上的物理刻线进行光电转换，将连接轴的转动角度量转换成相应的电脉冲序列并以数字量输出。

它具有体积小、精度高、接口数字化及绝对定位等优点，被广泛应用于雷达、转台、机器人、数控机床和高精度伺服系统等诸多领域。

绝对式编码器的数据输出以同步串行输出为主，%&’()接口是海德汉专为编码器设计的数字式、全双工同步串行接口。

它不仅能为增量式和绝对式编码器传输位置值，同时也能够传输或更新存储在编码器中的信息，或保存新的信息。

由于使用了串行传输方式，所以只需*条信号线，在后续电子设备的时钟激励下，数据信息被同步传输。

数据类型（位置值、参数、诊断信息等）由后续电子设备发送给编码器的模式指令选择决定。

BISS：BiSS全数字双向传感器接口是一个开源且无需授权费用的通信标准，它允许传感器数据被同步、安全、及高速的读取，BiSS接口具有高传输速率以及严格的错误检测机制。

这些优势使得BiSS编码器接口尤其适用于高性能要求的场合，例如大内径全数字中空轴编码器，或是高速运动下要求高鲁棒性、绝对值的直线运动测量。