串口协议、I2C协议、SPI协议总结-2

简介: 串口协议、I2C协议、SPI协议总结

串口协议、I2C协议、SPI协议总结-1

https://developer.aliyun.com/article/1508011


(4)串口通信非中断实现

我用STM32CubeMX配置如下,仅供参考:

RCC:配置外部高速晶振        

SYS:Debug设置成Serial Wire

时钟树配置:

串口配置:

代码示例:将接收到的数据发送到串口

#include <string.h>
 
// main.c
 
  HAL_UART_Transmit(&huart1, "hello zgl\n", strlen("hello zgl\n"), 100);
 
  
  unsigned char ch[20] = {0};
 
  while (1)
  {
    HAL_UART_Receive(&huart1, ch, 19, 100);
    HAL_UART_Transmit(&huart1, ch, strlen(ch), 100);
    memset(ch, 0, strlen(ch));
  }    

使用串口重映射功能,打开MicroLIB库

代码示例:printf 替换 HAL_UART_Transmit

#include <stdio.h>
#include <string.h>
 
unsigned char ch[20] = {0};
 
int fputc(int ch, FILE *f)
{
  unsigned char temp[1]={ch};
  HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);
  return ch;
}
 
// main函数部分
 
  HAL_UART_Transmit(&huart1, "hello zgl\n", strlen("hello zgl\n"), 100);
 
  while (1)
  {
    HAL_UART_Receive(&huart1, ch, 19, 100); 
    printf(ch);
    memset(ch, 0, strlen(ch));
  }


(5)串口通信中断实现

通过中断的方法接受串口调试助手发送的字符串,并将其发送回串口调试助手。

CubeMX新增加一个打开中断,其它同上

代码示例:

#include <stdio.h>
 
int fputc(int ch, FILE *f)
{      
  unsigned char temp[1]={ch};
  HAL_UART_Transmit(&huart1,temp,1,0xffff);  
  return ch;
}
 
//串口接收缓存(1字节)
uint8_t buf=0;
 
//定义最大接收字节数 200,可根据需求调整
#define UART1_REC_LEN 200
 
// 接收缓冲, 串口接收到的数据放在这个数组里,最大UART1_REC_LEN个字节
uint8_t UART1_RX_Buffer[UART1_REC_LEN];
 
//  接收状态
//  bit15,      接收完成标志
//  bit14,      接收到0x0d
//  bit13~0,    接收到的有效字节数目
uint16_t UART1_RX_STA=0;
 
// 接收完成回调函数,收到一个数据后,在这里处理
void HAL_UART_RxCpltCallback(UART_HandleTypeDef *huart)
{
  // 判断中断是由哪个串口触发的
  if(huart->Instance == USART1)
  {
    // 判断接收是否完成(UART1_RX_STA bit15 位是否为1)
    if((UART1_RX_STA & 0x8000) == 0)
    {
      // 如果已经收到了 0x0d (回车),
      if(UART1_RX_STA & 0x4000)
      {
        // 则接着判断是否收到 0x0a (换行)
        if(buf == 0x0a)
          // 如果 0x0a 和 0x0d 都收到,则将 bit15 位置为1
          UART1_RX_STA |= 0x8000;
        else
          // 否则认为接收错误,重新开始
          UART1_RX_STA = 0;
      }
      else  // 如果没有收到了 0x0d (回车)
      {
        //则先判断收到的这个字符是否是 0x0d (回车)
        if(buf == 0x0d)
        {
          // 是的话则将 bit14 位置为1
          UART1_RX_STA |= 0x4000;
        }
        else
        {
          // 否则将接收到的数据保存在缓存数组里
          UART1_RX_Buffer[UART1_RX_STA & 0X3FFF] = buf;
          UART1_RX_STA++;
          
          // 如果接收数据大于UART1_REC_LEN(200字节),则重新开始接收
          if(UART1_RX_STA > UART1_REC_LEN - 1)
            UART1_RX_STA = 0;
        }
      }
    }
    // 重新开启中断
    HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
  }
}
 
// main函数部分
 
  // 开启接收中断
  HAL_UART_Receive_IT(&huart1, &buf, 1);
  
  while (1)
  {
    //判断判断串口是否接收完成
    if(UART1_RX_STA & 0x8000)
    {
      printf("收到数据:");
      // 将收到的数据发送到串口
      HAL_UART_Transmit(&huart1, UART1_RX_Buffer, UART1_RX_STA & 0x3fff, 0xffff);
      // 等待发送完成
      while(huart1.gState != HAL_UART_STATE_READY);
      printf("\r\n");
      // 重新开始下一次接收
      UART1_RX_STA = 0;
    }
    printf("hello zgl \r\n");
    HAL_Delay(1000);
  }

8.串口ARM + Linux 开发板实现

以香橙派和树莓派示例,可以看我之前写过的文章(比较简略)

香橙派:

linux下实现串口功能_linux 串口实例-CSDN博客

树莓派:

树莓派串口通信_树莓派和电脑串口连接-CSDN博客

二、I2C协议

1.IIC协议概述

  • IIC全称Inter-Integrated Circuit (集成电路总线)
  • 是由PHILIPS公司在80年代开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备。IIC属于半双工同步通信方式(只有一根双向的数据线SDA)

特点


  • 简单性和有效性

由于接口直接在组件之上,因此IIC总线占用的空间非常小,减少了电路板的空间和芯片管脚的数量,降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺,并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件

  • 多主控(multimastering)


其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当 然,在任何时间点上只能有一个主控。


构成

IIC串行总线一般有两根信号线,一根是双向的数据线SDA,另一根是时钟线SCL,其时钟信号是由主控 器件产生。所有接到IIC总线设备上的串行数据SDA都接到总线的SDA上,各设备的时钟线SCL接到总线 的SCL上。对于并联在一条总线上的每个IC都有唯一的地址。

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2.IIC总线传输

IIC总线在传输数据的过程中一共有三种类型信号,分别为:起始信号、结束信号和应答信号,同时还要进行数据发送。


(1)起始信号和结束信号:

9dc48895f78d8cecfe097fe3209f99ee_8ee929ac78c8438d98ef62904fc2ec79.png

代码示例:

void IIC_Start()
{
  scl = 1;
  sda = 1;
  _nop_();
  sda = 0;
  _nop_();
}
 
void IIC_Stop()
{
  scl = 1;
  sda = 0;
  _nop_();
  sda = 1;
  _nop_();
}

(2)应答信号:

发送器每发送一个字节(8个bit),就在时钟脉冲9期间释放数据线,由接收器反馈一个应答信号。 应答信号为低电平时,规定为有效应答位(ACK,简称应答位),表示接收器已经成功地接收了该字节;


应答信号为高电平时,规定为非应答位(NACK),一般表示接收器接收该字节没有成功。

代码示例:

char IIC_ACK()
{
  char flag;
  
  scl = 1; // 在时钟脉冲期间释放数据线
  _nop_();
  sda = 0;
  flag = sda;
  _nop_();
  sda = 1;
  _nop_();  
  
  return flag;
}

(3)数据发送的时序

代码示例:

void IIC_Send_Byte(char dataSend)
{
  int i;
   
  /* 发一位字节数据 */
  for (i = 0; i < 8; i++)
  {
    scl = 0; // 时钟线拉低,让数据线做好开始发送准备
    sda = dataSend & 0x80; // 数据线获得发送数据最高位
    _nop_(); // 延迟一会
    scl = 1; // 时钟线拉高,发送数据
    _nop_(); // 延迟一会让数据发送
    scl = 1; // 发送完毕,时钟线重新拉低
    _nop_();
    dataSend = dataSend << 1;
  }
}

三、SPI协议

有关SPI协议可以看我之前写过的文章:SPI协议和W25Q128详解-CSDN博客

三种协议对比图:

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