单片机中常用的串行接口有UART、SPI、I2C、USB等,以下是具体介绍:
UART(通用异步收发传输器)
特点:UART通信双方不需要共同的时钟信号来同步,使用两根线,一根用于发送(TXD),一根用于接收(RXD)。通过对数据的起始位、数据位、校验位和停止位进行约定来实现数据的传输,硬件实现简单,软件配置灵活。
应用场景:常用于与电脑的串口通信进行调试,也用于连接蓝牙模块、WiFi模块等进行数据传输,如智能家居系统中,单片机通过UART与蓝牙模块连接,实现手机与单片机之间的通信。
SPI(串行外设接口)
特点:SPI采用主从模式,有一根时钟线(SCK)、一根主出从入线(MOSI)、一根主入从出线(MISO)和一根片选线(SS)。数据传输速度快,全双工通信,可同时发送和接收数据。
应用场景:常用来连接Flash芯片、ADC、DAC等外设,如在音频播放设备中,单片机通过SPI接口与Flash芯片连接,读取存储在Flash中的音频数据。
I2C(集成电路总线)
特点:I2C总线只需要两根线,一根是数据线(SDA),一根是时钟线(SCL)。支持多主机和多从机模式,总线上的设备通过唯一的地址进行识别,通信时需要遵循严格的时序和协议,具有硬件简单、占用引脚少的优点。
应用场景:常用于连接EEPROM、传感器、实时时钟芯片等,例如在智能手表中,单片机通过I2C接口与温度传感器连接,获取环境温度数据。
USB(通用串行总线)
特点:USB接口具有热插拔、即插即用的特点,支持高速数据传输,有多种传输模式,如控制传输、批量传输、中断传输和等时传输。它采用分层的星型拓扑结构,通过集线器可以扩展多个设备。
应用场景:广泛应用于需要与电脑或其他USB设备进行高速数据传输的场合,如数据存储设备、打印机、鼠标、键盘等,在一些智能设备中,也可通过USB接口进行程序下载和升级。
此外,还有如CAN(控制器局域网络)总线等,常用于汽车电子、工业控制等对可靠性和实时性要求较高的领域,用于实现多个节点之间的高效数据通信。