Протоколы передачи микроконтроллеров – для новичков в радиоделе

June 2, 2014 by admin Комментировать »

Самое главное отличие этого интерфейса связи в том, что используется дифференциальный сигнал (разностный сигнал) То есть, при передаче импульса на одном проводе относительно общего провода напряжение, скажем +5В, а на другом 0В и наоборот Между двумя проводами линии передачи всегда есть разность потенциалов (напряжение) при передаче и логической единицы, и при передаче логического нуля Приёмник имеет дифференциальный вход, что сокращает влияние помех на линию передачи данных, поскольку наводки на оба провода синфазны, а, значит, не воспринимаются приёмником

Такое построение позволяет использовать интерфейс RS485 для связи по линиям до километра (и более) Скорость передачи данных может достигать 10 Мбит/сек при передаче на расстоянии в 10 метров

Программная часть протокола для этого интерфейса не определена, поэтому часто используют протокол RS232 Чтобы связать два микроконтроллера по RS485, достаточно добавить по микросхеме интерфейса к каждому контроллеру и использовать программные средства RS232

Рис 297 Сравнение сигналов RS232 и RS485

Сигнал RS232 измерен между общим проводом и выходом передатчика, сигнал RS485 между проводами линии

Если в стандарте RS232 предусмотрен обмен информацией между двумя устройствами, то RS485, допускающий много устройств, подразумевает, что только одно будет главным, будет отправлять команды или запросы в линию Остальные устройства передают данные только по запросу главного устройства

Этот интерфейс очень удобно применять при построении разных систем автоматики, охранных устройств, использующих микроконтроллеры, и устройств сбора данных, например, для отображения температуры, влажности, атмосферного давления в разных помещениях и на разных участках, например, дачи

Этот интерфейс последовательного обмена данными достаточно популярен Аббревиатура этого стандарта – модификация англоязычного названия «Serial Peripheral Bus», шина последовательного обмена с периферией SPI предусматривает соединение несколькими проводами главной и подчинённой микросхемы (или микросхем) Для активизации подчинённой микросхемы используется сигнал выбора Если микросхем несколько, то сигналы формируются для каждой из них отдельно По двум линиям осуществляется обмен данными, ещё одна линия используется для передачи синхроимпульсов, формируемых головным устройством

Интерфейс используют для связи с микросхемами памяти, АЦП, ЦАП Если вы задумаете использовать микросхему АЦП, то можете встретить в описании, что АЦП использует интерфейс SPI для передачи данных

Если с RS232 и RS485 используются чаще всего в асинхронном режиме передачи данных, то SPI в синхронном Встроенный модуль USART микроконтроллера может работать в двух режимах

Это ещё одна шина последовательного обмена данными Она разрабатывалась для общения периферийных устройств с материнской платой Имеет две линии: первая SDA используется для

данных, вторая SCL для тактирования Обе линии «подтянуты» к плюсу питающего напряжения, а выходные транзисторы используются с открытым коллектором или стоком

Особенность этого метода обмена данными в том, что в нём определены 7 бит для адресации ведущего устройства к ведомому (до 10 в новом стандарте)

Начинается обмен с того, что ведущее устройство переводит линию SDA из состояния высокого уровня в низкий При этом на линии SCL высокий уровень сохраняется Этот переход означает для ведомых устройств сигнал «Внимание» После передачи адреса ведомого устройства оно устанавливает шину SDA в низкое состояние, подтверждая приём

Ведущее устройство передаёт данные, сопровождая их тактовыми импульсами на шине SCL Количество передаваемых байтов не ограничено Завершает передачу данных ведущий тем, что выставляет сигнал «Стоп», переводя линию SDA из состояния низкого уровня в высокое при высоком состоянии вывода SCL

Последние версии стандарта позволяют работать со скоростью до 3,4 Мбит/сек

Однопроводный интерфейс (хотя используются два провода) При этом по одному и тому же проводу предаётся питающее напряжение и данные Второй провод общий Скорость передачи данных невысокая, как правило, 15,4 Кбит/сек Сеть устройств 1-Wire названа «MicroLan» Интерфейс такой связи содержится, например, в Arduino Передача данных осуществляется на расстояние до 300 метров Обычно используется для получения данных от цифровых термометров, датчиков наблюдения за параметрами внешней среды, датчиков напряжения и тока и тп

1-Wire используется в iButton, представляющих устройство, размещённое в небольшом корпусе, напоминающем литиевую батарейку, к шине оно подключается двумя контактами, соединёнными с крышкой и дном iButton

Магистраль последовательного обмена информацией Характерная особенность – эта магистраль допускает несколько ведущих устройств на линии Благодаря использованию дифференциальных сигналов длина линии может достигать километра, а скорость передачи 1 Мбит/сек

Протокол этого стандарта сложнее, чем у других методов связи устройств в сети, описанных выше Усложнение связано с активностью устройств, когда каждое из них может выступать в роли главного

Первоначально этот интерфейс задумывался для соединения микроконтроллеров внутри автомобиля Позже он стал широко использоваться в промышленности для организации технологических процессов, в распределённых системах сбора информации, работающих в режиме реального времени

Приёмопередатчики «High Speed» можно встретить в составе многих микросхем

Данные в этом протоколе пересылаются кадрами В составе кадра основными будут поля идентификатора и, собственно, данных Идентификатор определяет тип сообщения, кем  оно будет принято, и как интерпретировать передаваемые данные

Если у вас беспроводная мышь и клавиатура, то, скорее всего, они используют технологию Bluetooth Мобильные телефоны, джойстики, наушники – далеко не полный перечень устройств, использующих Bluetooth для связи на расстоянии от 1 до 100 метров Стандарт разрабатывался для создания персональных беспроводных сетей, использующих частоты свободные от лицензирования 2,4-2,4835 ГГц

В Bluetooth несущая частота сигнала скачкообразно меняется 1600 раз в секунду Последовательность переключения с одного канала на другой (в разных странах число каналов разное, от 23 в одних до 79 в других) псевдослучайная, известная только одной паре приёмникпередатчик Каждые 625 мкс они синхронно перестраиваются Поэтому устройства могут работать рядом, не мешая друг другу

Начинается работа двух устройств с процесса сопряжения После этого оба устройства переходят в нормальный режим работы

Ещё один стандарт для беспроводных сетей Сейчас этот метод связи компьютеров используется очень широко для обеспечения подключения ноутбуков к Интернету Установив устройство точки доступа в своей квартире, вы избавляетесь от необходимости прокладывать по разным комнатам провода В продаже есть не очень дорогие роутеры Если у вас уже есть кабель, подключённый к сетевой карте стационарного компьютера, роутер позволит вам использовать ваш ноутбук для связи и между компьютерами, и для выхода в Интернет, если ваш провайдер не против такого использования Интернета

Некоторое знакомство с тем, как можно соединить электрические и электронные устройства, и какие при этом возникают проблемы Я надеюсь, что после знакомства с методами соединения электронных устройств, вас не удивит рекомендация (при изготовлении самодельного параллельного программатора микроконтроллеров) максимально укоротить провода от порта LPT компьютера до платы программатора

Позже мы попробуем связать два микроконтроллера между собой Использование программных компонентов для проведения эксперимента будут основаны на том, что рассказано в этой главе

Источник: Гололобов ВН,- Самоучитель игры на паяльнике (Об электронике для школьников и не только), – Москва 2012

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты