UART,USART,SPI,I2C等总线的介绍与区别20160526
首先来说一下UART和USART的区别:
1.字面意义:
UART:universal asynchronous receiver and transmitter通用异步收发器;
USART:universal synchronous asynchronous receiver and transmitter通用同步异步收发器。一般而言,单片机中
,名称为UART的接口一般只能用于异步串行通讯,而名称为USART的接口既可以用于同步串行通讯,也能用于异步串行
通讯。
2.区别:
UART需要固定的波特率,就是说两位数据的间隔要相等。 UART总线是异步串口,一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成,硬件上有两根线,一根用于发送,一根用于接收。 显然,如果用通用IO口模拟UART总线,则需一个输入口,一个输出口。
USART收发模块一般分为三大部分:时钟发生器、数据发送器和接收器。控制寄存器为所有的模块共享。时钟发生器由同步逻辑电路(在同步从模式下由外部时钟输入驱动)和波特率发生器组成。发送时钟引脚XCK仅用于同步发送模式下,发送器部分由一个单独的写入缓冲器(发送UDR)、一个串行移位寄存器、校验位发生器和用于处理不同浈结构的控制逻辑电路构成。使用写入缓冲器,实现了连续发送多浈数据无延时的通信。接收器是USART模块最复杂的部分,最主要的是时钟和数据接收单元。数据接收单元用作异步数据的接收,USART是一个全双工通用同步/异步串行收发模块,该接口是一个高度灵活的串行通信设备。
综上可以看出,USART相对UART来说是在异步通信的基础上还有同步的功能,USART能够提供主动时钟。
说一下SPI、I2C、UART三种串行总线协议的区别:
1,字面意思上:
SPI(Serial Peripheral Interface:串行外设接口);
I2C(INTER IC BUS)
UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter:通用异步收发器)
2.各总线的信号线:
SPI总线由三条信号线组成:串行时钟(SCLK)、串行数据输出(SDO)、串行数据输入(SDI)。SPI总线可以实现 多个SPI设备互相连接。提供SPI串行时钟的SPI设备为SPI主机或主设备(Master),其他设备为SPI从机或从设备(Slave)。主从设备间可以实现全双工通信,当有多个从设备时,还可以增加一条从设备选择线。
I2C总线是双向、两线(SCL、SDA)、串行、多主控(multi-master)接口标准,具有总线仲裁机制,非常适合在器件之间进行近距离、非经常性的数据通信。在它的协议体系中,传输数据时都会带上目的设备的设备地址,因此可以实现设备组网。一根数据线上传输的一条报文包括:开始信号+设备地址+命令+数据+(ACK)+停止信号
UART总线是异步串口,因此一般比前两种同步串口的结构要复杂很多,一般由波特率产生器(产生的波特率等于传输波特率的16倍)、UART接收器、UART发送器组成,硬件上由两根线,一根用于发送,一根用于接收。
从第二点明显可以看出,SPI和UART可以实现全双工,但I2C不行;
总结:I2C线更少,但是技术上也更加麻烦些,因为I2C需要有双向IO的支持,而且使用上拉电阻,抗干扰能力较弱,一般用于同一板卡上芯片之间的通信,较少用于远距离通信。SPI实现要简单一些,UART需要固定的波特率,就是说两位数据的间隔要相等,而SPI则无所谓,因为它是有时钟的协议。
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