通用单片机中常见的串行接口有UART、SPI、I2C、USB等,以下是它们的具体介绍及用途:
介绍:UART是一种通用的异步串行通信接口,它以字节为单位进行数据传输,通过发送和接收引脚(通常为TX和RX)实现数据的发送和接收,数据传输时没有时钟信号,依靠双方约定的波特率来保持数据的同步。
用途:常用于与计算机的串口进行通信,实现单片机与PC之间的数据传输,如将单片机采集到的数据发送到PC端进行处理和显示,也可用于连接各种带有UART接口的模块,如蓝牙模块、Wi-Fi模块、GPS模块等,实现无线通信或获取定位信息等功能,还可用于调试,将单片机内部的变量值、运行状态等信息通过串口输出到调试工具或上位机软件中。
介绍:SPI是一种高速的、全双工的同步串行通信接口,一般由4根线组成,分别是时钟线(SCK)、主机输出从机输入线(MOSI)、主机输入从机输出线(MISO)和片选线(CS),主设备通过时钟信号来同步数据传输,可同时进行数据的发送和接收。
用途:常用来连接外部闪存芯片,实现程序和数据的存储,也用于连接各种传感器,如加速度传感器、陀螺仪等,快速读取传感器数据,还可连接数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)等,实现高速数据通信和协同工作。
介绍:I2C是一种多主多从的同步串行通信总线,只需要两根线,即串行数据线(SDA)和串行时钟线(SCL),总线上的每个设备都有唯一的地址,通过地址来识别和通信,数据传输以字节为单位,采用半双工通信方式。
用途:常用于连接各种低速的外围设备,如EEPROM、实时时钟芯片、温度传感器、湿度传感器等,实现数据的存储和简单的传感器数据采集,也可用于多个单片机之间的通信,实现系统的分布式控制和数据共享。
介绍:USB是一种通用的、高速的串行总线标准,具有热插拔、即插即用等特点,采用分层的协议架构,支持多种传输类型,如控制传输、批量传输、中断传输和等时传输,可通过集线器扩展连接多个设备。
用途:用于连接各种USB设备,如鼠标、键盘、打印机、摄像头等,实现人机交互和设备功能扩展,也可用于与计算机或其他主机设备进行高速数据传输,如将单片机采集的大量数据快速上传到计算机进行处理,还可用于为单片机系统供电或与其他支持USB接口的智能设备进行通信和数据交换。
介绍:CAN是一种用于汽车电子、工业控制等领域的串行通信协议,采用差分信号传输,具有高可靠性、高抗干扰性和多主竞争的特点,数据以帧为单位进行传输,包含仲裁段、控制段、数据段等。
用途:在汽车电子系统中,用于连接发动机控制单元、变速箱控制单元、车身控制模块、安全气囊等各种ECU,实现车辆各部件之间的实时数据通信和协同工作,在工业自动化领域,用于连接各种工业设备,如PLC、传感器、执行器等,构建可靠的工业控制系统,实现设备之间的快速、准确的数据传输和控制指令下达。