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单片机小白学步(18) 单片机/计算机体系概述:通讯接口与协

前面说了信息与数据的概念,这里要说的是与之关系密切的问题——通信。通信何为通信?在英文中,通信用Communication表示,这个词也有交流…

前面说了信息与数据的概念,这儿要说的是与之关系密切的问题——通讯。

通讯

何为通讯?在英文中,通讯用Communication一共,这个词也有沟通的意思。实际上,通讯和沟通确实是相同的意思。不过在汉语中,沟一般用来一共人与人之间的沟通;而通讯一般用于比较专业正式的场合,也便是所谓的术语。

人与人之间的沟通,是信息沟通的进程;微机体系或模块之间的通讯,便是数据传输的进程了。

接口

人在用言语攀谈时,需求用嘴说话,用耳朵听,经过空气来传达。信息的传递依靠嘴巴和耳朵来进行发送和接纳。

微机体系的通讯,则运用电、光等前言。最常用的是电,表现在数字电路中,便是凹凸电平的改动。单片机的IO口能完成凹凸电平的收发,以为它是一种通讯接口。接口是通讯所依靠的实体。

协议

人在说话时,经过声带粥少僧多、口型的改动宣布不同的声响。这些声响依照必定的规矩,承载了咱们所要表达的思维和信息,这套规矩称为言语。两个人对话,需求运用两个人都能了解的言语进行,一个只懂中文和另一个只懂英文的人,底子没法用言语沟通(当然能够用其他办法,比方面部表情、肢体言语等)。

相同,微机体系通讯时,也要有这样一套两边都遵照的规则,而这个规则被称为协议。通讯协议和接口都能够有多种,而且两者之间存在必定的相关。

接口的品种

在微机体系中,为了更快速、更精确、更便利的传输数据,往往会有各种接口。

数字接口/模仿接口

这儿首要评论电子方式的接口。可分为数字接口和模仿接口,数字接口用二进制凹凸电平一共数据,模仿接口则能够用电压电流一共信息。模仿方式的接口,最常见的便是音频接口,也便是耳机插座。数字方式的接口,例如咱们了解的USB接口,前面说到单片机程序烧写所用的串口等都是。数字接口又有许多分类,下面进行介绍。

串行口/并行口

数字接口传输的是二进制数据,一般每8位二进制数字组成一个字节。并行口用八根线一起传输8位数据;而串行口则一位一位的传输。每隔一段时刻,接口上的电平依照要传输的下一位数据改动。

相同的电平切换时刻间隔下,明显并行口更快。前期技能不行,许多设备运用并行口通讯以进步速度,例如并口打印机、并口的IDE硬盘等。后来技能进步了,串行口传输速度提上去了,我们接线少,愈加便利牢靠,并行口就逐渐被筛选了,USB便是串行口。

补白:此处“行”的发音和“行走”中“行”的发音共同。

同步/异步接口

这个概念留到后边详细讲通讯协议的时分再做介绍。

模仿接口/硬件接口

51单片机中,传输数据首要运用32个IO口管脚。作为数字接口,串口以及后边要介绍的I2C等,实质都是经过IO口的凹凸电平完成的。假如对串口的协议有了解,能够给单片机写程序,将恣意两个IO口做成串口,和电脑进行通讯。可是事实上用到串口的时分,很少有人会这么做。

用程序完成串口的办法,一般叫做模仿串口,或许软件串口;而实际上常用到的是硬件串口。串口是一种很根本的接口,单片机一般都有硬件串口。

运用软件模仿串口需求耗费许多CPU资源(也便是说CPU需求花许多时刻处理串口相关的数据收发作业)。

而硬件串口依据串口协议规划好并集成在单片机中,也便是一个模块,大大简化了串口通讯软件编程。串口发送数据需求一位一位的进行,有了硬件串口,在软件上只需把要发送的一个字节数据放到硬件串口相关的寄存器中,硬件就会主动一位一位的把数据发送出去。CPU的悉数作业便是碑文软件程序,这样就大大减轻了CPU的担负。接纳数据也是相似的道理。

这儿又表现了模块化规划中模块可代换的特色,乃至是软硬件之间也能够相互代换或补偿。读者或许对此感到难以想象,学到原理篇就能渐渐了解这儿的原因了。

ADC/DAC 模数/数模转化

已然接口有数字和模仿方式的,那么他们之间也应该能相互转化。例如电脑听音乐时,CPU、存储器都是数字器材,成果却能输出模仿的声响信号。

能把模仿信号转化成数字信号的器材叫做模数转化器(ADC=Analog To Digital Converter),反过来,数字转模仿便是数模转化器了(DAC=Digital-to-Analog Converter)。

ADC/DAC也是两种常见的微机体系模块。在STC89C52RC单片机中没有内置的ADC/DAC,可是能够运用外置的转化芯片,而在STC的其他一些类型51单片机或430等单片机中往往会有内置的转化模块。

接口是单片机学习很重要的常识。本篇关于通讯接口和协议的介绍就完毕了,其间的许多细节会在后边的详细学习中涉及到。

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