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。

e1b0b9c3f0b587913df8e47482253289_89ed225fb60047cdb529d581ad1468d2.png


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:

相关文章
EMQ
|
传感器 监控 网络协议
使用 Neuron 接入 Modbus TCP 及 Modbus RTU 协议设备
作为一款支持数十种工业协议转换的物联网边缘工业协议网关软件,Neuron也已经实现了基于Modbus RTU协议TCP传输的功能。本文将在Ubuntu 20.04.3、X86_64的环境下,介绍如何使用Neuron接入Modbus TCP及Modbus RTU协议设备。
EMQ
759 0
使用 Neuron 接入 Modbus TCP 及 Modbus RTU 协议设备
|
22小时前
|
传感器
Modbus协议深入解析
Modbus协议是由Modicon公司(现施耐德电气)于1979年发明的串行通信协议,主要用于工业自动化系统中的PLC通信。本文深入解析了Modbus协议的主从模式、数据类型(线圈、离散输入、保持寄存器、输入寄存器)、帧结构和通信过程,并介绍了其应用场景和重要性。
8 0
|
3月前
|
传感器 监控 网络协议
modbus协议的定义-钡铼技术
Modbus协议是一种广泛应用于工业自动化和控制系统中的开放通信协议,由Modicon公司于1979年发布。该协议定义了消息结构,支持RS232、RS485和TCP/IP等多种电气接口和传输介质,具备开放性、简单性和适应性强等特点。Modbus采用主从通信模式,支持ASCII、RTU和TCP三种传输模式,确保数据传输的可靠性和准确性。其主要作用包括设备通信、监控与控制以及提供标准化接口,简化系统集成并适用于多种应用场景。
|
5月前
|
传感器 数据采集 网络协议
什么是网络通信中的 Modbus协议?
网络协议是网络通信中至关重要的一部分,它定义了网络中两个或多个设备之间通信的规则、过程和格式。这些规则确保了计算机网络设备能够使用一种通用语言来传输和接收数据,而不管它们的设计、硬件或基础设施如何。
75 1
|
7月前
|
网络协议 算法
【MODBUS】Modbus的3种传输方式
【MODBUS】Modbus的3种传输方式
189 1
|
7月前
|
网络协议 C语言
【MODBUS】libmodbus库写一个Modbus TCP客户端
【MODBUS】libmodbus库写一个Modbus TCP客户端
374 1
|
7月前
|
传感器 监控
【MODBUS】Modbus协议和PLC协议的区别和联系
【MODBUS】Modbus协议和PLC协议的区别和联系
254 0