典型外设接口介绍

UART

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 的缩写，又称为通用异步串行通信接口

特点

– 数据传送以字符为单位

– 相邻两字符间的间隔是任意长 – 字符间异步，字符内部各位同步

异步串行通信时序

一个完整信息帧

1起始位

– 逻辑“1” —>逻辑“0”；

– 持续一个比特时间的逻辑“0”； 数据位

– 数据位为5-8位 ；

– 传送时，低位在前，高位在后； 校验位

– 仅占一位，奇校验、偶校验、无校验；

– 奇校验：字符的各数位和校验位, “1” 的个数为奇数 – 偶校验：字符的各数位和校验位, “1” 的个数为偶数 停止位

– 停止位为1位、1.5位或2位，可有软件设定 ； – 一定是逻辑“1”电平 ； 空闲

– 线路上为逻辑“1”电平 ；

– 空闲位可以没有，效率为最高 ；

异步串行数据接收

起始位数据位BIT0

数据位BIT1

1

采样点1采样点1采样点1采样点2采样点3采样点2采样点2采样点3

采样点

3

Td

接收过程：

1) 检测到线路由空闲的“1”变为“0”时，开始检查是否为有效起始位 2) 开启采样定时器，定时时间为Tc=Td/4

3) 当采样定时器超时，在“采样点1”开始采样，并记录1； 4) 当采样定时器再次超时，在“采样点2”开始采样，并记录2； 5) 当采样定时器再次超时，在“采样点3”开始采样，并记录3； 6) 比较三次记录，若其中2次及以上都为“0”，表示起始位有效； 7) 等待采样定时器再超时1次后，开始采样数据位BIT0，方法同上； 8) 最后采样到结束位有效后，一次信息帧采样完毕； 特性

– 波特率

串行通信的传输速度 ，1秒钟能够传输的BIT 位；

300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200 ； – 数据位

传输的数据的位数 ，5~8位； – 校验位

奇/偶校验或无校验 – 停止位

结束保持位，可以有1位、1.5位、2位

功能信号

– TXD ：发送数据 – RXD ：接收数据 – GND ：地

– CTS （Clear To Send ）：允许发送 – RTS （Request To Send ）：请求发送 – DTR ：数据终端就绪 – DSR ：数据装置就绪 – DCD ：传输检测 – RI ：振铃指示

信号连接方法

22335

5RXD RXD TXD TXD GND GND

无握手

235RXD TXD GND RTS CTS DSR DCD DTR RI

RXD TXD GND RTS CTS DSR DCD DTR RI

786149

235786149全握手

235RXD TXD GND RTS CTS DSR DCD DTR RI

RXD TXD GND RTS CTS DSR DCD DTR RI

786149

235786149循环回送握手

应用及接口电路

MCU 控制UART 信号的输入输出为TTL 电平，扩展电路中往往是其他标准电平，因此电平信号一般会需要进行转换或隔离转换。 应用举例：

a) 扩展RS232接口电路

b)扩展RS485接口电路

c)扩展GPRS模块接口电路

I2C

Inter－Integrated Circuit的缩写，PHILIPS公司

开发的两线式串行总线

I2C总线的特点

–通信总线只有2条线路：一条串行数据线（SDA），一条串行时钟线（SCL）

–多主机总线，但在同一时间点，只允许一个主机和多个从机

–总线上的器件都有唯一的地址识别

–由主机提供时钟SCL信号，并通过命令寻址操作从机

–串行的8 位双向数据传输位速率在标准模式下可达100kbit/s 快速模式下可达400kbit/s 高速模式下可达3.4Mbit/s。

I2C总线器件连接

Slave1Slave2

I2C总线的传输格式

起始与停止条件

–起始（重新开始）条件：SCL 线是高电平时SDA 线从高电平向低电平切换；

–结束条件：当SCL 是高电平时SDA 线由低电平向高电平切换

数据传输有效性

– SDA 线上的数据必须在时钟的高电平周期保持稳定

– 数据线的高或低电平状态只有在SCL 线的时钟信号是低电平时才能改变

字节传输

–

发送到SDA 线上的每个字节必须为8 位,每次传输字节数量不限； – 传输时，高位在前，低位在后；

– 从机要完成一些其他功能后才能接收下一个完整的数据字节，可以使时钟线SCL 保持

低电平，迫使主机进入等待状态，当从机准备好接收下一个数据字节并释放时钟线SCL 后，数据传输继续。

握手响应

–数据传输必须带响应，响应时钟脉冲由主机产生，在响应的时钟脉冲期间主机发送器释放SDA 线（高）；

–响应期间若从机认为正常，拉低数据线；

–若从机认为异常，数据线保持高电平，主机然后产生一个停止条件终止传输或者产生重复起始条件开始新的传输；

从机地址

–7位地址

•起始位开始后，发送一字节地址位

•前7位为从机地址

•第8位是数据方向位R/W ：0表示发送（写）；1表示请求数据（读）

应用及接口电路

–RTC时钟

–EEPROM

–FRAM