¿Qué es el protocolo de comunicación serial? ¿Qué incluye el protocolo de comunicación serial?
¿Qué es la comunicación en serie? La explicación académica es un método de envío continuo de un bit de datos a través del bus en un momento dado. Al igual que un arquero que dispara arcos y flechas con frecuencia, silbido, silbido, silbido...
¿Qué es el protocolo de comunicación en serie? Para decirlo sin rodeos, es el método de transmisión de protocolo utilizado en la comunicación en serie.
¿Cuántos tipos de protocolos de comunicación serie existen? Los protocolos de comunicación serie incluyen protocolos entre sistemas y protocolos internos del sistema.
Protocolo intersistema: Protocolo intersistema utilizado para la comunicación entre dos dispositivos diferentes. Al igual que la comunicación entre la computadora y el kit de microcontrolador. La comunicación se realiza a través del sistema de bus interno. Los más comunes incluyen el protocolo UART, el protocolo USART y el protocolo USB.
Protocolo interno del sistema: El protocolo interno del sistema se utiliza para comunicar entre dos dispositivos en la placa de circuito. Mientras utilizamos estos protocolos del sistema, ampliaremos los periféricos del microcontrolador sin utilizar los protocolos del sistema. El uso de protocolos dentro del sistema aumenta la complejidad del circuito y el consumo de energía. Al utilizar protocolos dentro del sistema, se reduce la complejidad del circuito y el consumo de energía, se reducen los costos y el acceso a los datos es muy seguro. Los más comunes incluyen el protocolo I2C, el protocolo SPI y el protocolo CAN.
UART significa Transmisor y Receptor Asíncrono Universal. El protocolo UART es una comunicación en serie con dos protocolos cableados. Las líneas de señal del cable de datos están etiquetadas como Rx y Tx. La comunicación en serie se utiliza comúnmente para enviar y recibir señales. Se transmite y se comunica con el puerto serie para recibir datos sin impulsos. La UART recibe los bytes de datos y envía los bits individuales secuencialmente.
El protocolo USAT se suele utilizar como periférico del MCU en sistemas integrados, en términos generales, el nivel TTL se deriva directamente del pin del chip y el que tiene un chip de conversión en el medio; Nivel RS232 plano. Para obtener más información, consulte: Estándares para comunicación serie
UART es un protocolo semidúplex. Half-duplex significa tener la capacidad de transmitir y recibir datos, pero no simultáneamente. La mayoría de los controladores tienen un UART de hardware en la placa. Utiliza una línea de datos para enviar y recibir datos. Tiene un bit de inicio, datos de 8 bits y un bit de parada, lo que indica que los datos de 8 bits se transmiten de mayor a menor. Por ejemplo: correo electrónico, mensajes de texto, walkie-talkies, equipos de transmisión de IoT industrial y servidores de puerto serie.
USART significa Transmisor y Receptor Universal Síncrono y Asíncrono. Es una comunicación serie de protocolo de dos hilos. Las líneas de señal del cable de datos están etiquetadas como Rx y TX. Este protocolo se utiliza para enviar y recibir datos byte a byte junto con pulsos de reloj. Este es un protocolo full-duplex, lo que significa que los datos se envían y reciben simultáneamente a diferentes velocidades de la placa. A través de este protocolo se comunican diferentes dispositivos con el microcontrolador. Por ejemplo, las telecomunicaciones.
USB significa Bus Serie Universal. Nuevamente, es un protocolo de dos hilos para comunicación en serie. Los cables de señal del cable de datos están marcados con D y D-. Este protocolo se utiliza para comunicarse con los periféricos del sistema. El protocolo USB se utiliza para enviar y recibir datos en serie al host y a los dispositivos periféricos. La comunicación USB requiere un software de controlador basado en las capacidades del sistema que pueden transmitir datos en el host. . Ahora, la mayoría de los dispositivos actuales utilizan esta tecnología para comunicarse con el protocolo USB. Utilice USB para comunicarse con el controlador ARM como una computadora. USB transfiere datos en diferentes modos. El primero es un modo lento de 10 kbps a 100 kbps; el segundo es un modo de velocidad máxima de 500 kbps a 10 mbps y un modo de alta velocidad de 25 mbps a 400 Mbps. La longitud máxima del cable USB es de 4 metros.
Por ejemplo: ratón, teclado, hub, switch, pendrive.
I2C significa Circuito Interintegrado. I2C requiere sólo dos cables para conectar todos los periféricos al microcontrolador. I2C requiere solo dos cables, SDA (línea de datos en serie) y SCL (línea de reloj en serie), para transferir información entre dispositivos. Es el maestro del protocolo de comunicación esclavo. Cada esclavo tiene una dirección única. El dispositivo maestro envía la dirección y los indicadores de lectura/escritura del dispositivo esclavo de destino. Esta dirección coincide con cualquier dispositivo esclavo activado por este dispositivo; los dispositivos esclavos restantes están en modo deshabilitado.
Una vez que las direcciones coinciden, se produce la comunicación entre el maestro y el esclavo, y se envían y reciben datos. El transmisor envía 8 bits de datos y el receptor responde con 1 bit de confirmación. Una vez completada la comunicación, la estación maestra emite una condición de parada.
El bus I2C fue desarrollado por Philips Semiconductor. Su propósito original era proporcionar una manera fácil de conectar la CPU a chips periféricos. Los periféricos de los sistemas integrados suelen estar conectados al microcontrolador como dispositivos mapeados en memoria. I2C requiere sólo dos cables para conectar todos los periféricos al microcontrolador. Estas líneas activas, denominadas SDA y SCL, son bidireccionales. La línea SDA es la línea de datos en serie, mientras que la línea SCA es la línea de reloj en serie.
? Resistencias pull-up I2C:
Por qué se utilizan resistencias pull-up en las líneas I2C SCL y SDA.
Las líneas SDA y SCL son controladores de drenaje abierto.
Puede reducir la producción y aumentarla.
Para que la línea tenga un nivel alto, debes proporcionar una resistencia pull-up.
SPI significa Serial Peripheral Interface. Es uno de los protocolos de comunicación serie desarrollados por Motorola. A veces, el protocolo SPI también se denomina protocolo de 4 cables. Requiere cuatro cables MOSI, MISO, SS y SCLK. El protocolo SPI se utiliza para comunicar dispositivos maestro y esclavo. El host primero configura el reloj con frecuencia. Luego, el host selecciona un dispositivo esclavo específico con el que comunicarse mediante un botón de pestaña. Seleccione ese dispositivo específico e inicie la comunicación entre el maestro y ese esclavo específico. El maestro selecciona sólo un esclavo a la vez. Es un protocolo de comunicación full-duplex. En el caso de transferencias de bits, no se limita a palabras de 8 bits.
CAN significa Red de Área de Controlador. Es un protocolo de comunicación en serie. Requiere dos líneas CAN alta (H) y CAN baja (H-). Fue desarrollado por Robert Bosh Corporation en 1985 para su uso en redes automotrices. Se basa en un protocolo de transporte orientado a mensajes.
La década de 1970 fue una época en la que los fabricantes de automóviles comenzaron a introducir nuevas características como frenos antibloqueo, aire acondicionado, control de marchas, cierres de puertas de accionamiento centralizado, etc. Estas características garantizan cableado adicional y diseños complejos, lo que aumenta los costos y riesgos. Para superar estos problemas, Robert Bosch introdujo el protocolo CAN en los años 80. Este protocolo de comunicación en serie se estandarizó aún más como ISO11898 en 1993. Es el protocolo CAN el que ha transformado por completo la comunicación entre sensores avanzados.
El protocolo CAN se utiliza habitualmente en redes electrónicas de automóviles, aviones y sistemas médicos. Los productos comunes incluyen el dispositivo Can to Ethernet USR-CANET200