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串行通信最新视觉报道_串行通信协议(2024年11月全程跟踪)

内容来源：卡姆驱动平台所属栏目：热点更新日期：2024-11-27

串行通信

SerDes详解：串并转换神器 𐟓š 在深入探索高速接口技术时，SerDes无疑是一个绕不开的话题。本文是对SerDes技术的全面总结，涵盖了从基本概念到最新发展等多个方面。SerDes，即Serializer/Deserializer，是一种将并行数据转换为串行数据发送，再将接收的串行数据转换为并行数据的设备。对于FPGA工程师来说，“串并转换”并不陌生，但SerDes是一种需要数字模拟硬件实现的高级串并转换设备，专门用于高速传输。 𐟔 简介 SerDes是Serializer（串行器）和Deserializer（解串器）的缩写，是一种将并行数据转换为串行数据发送，再将接收的串行数据转换为并行数据的设备。对于FPGA工程师来说，“串并转换”并不陌生，但SerDes是一种需要数字模拟硬件实现的高级串并转换设备，专门用于高速传输。目前，基于SerDes架构的通信协议最高可实现单通道56Gbps（甚至有报道称已达112Gbps）的速率，在未来高带宽、低成本的应用领域会越来越广泛。 𐟌Ÿ 优点减少布线冲突：串行传输且无单独时钟线，时钟嵌入在数据流中，解决了信号时钟偏移问题。抗噪声、抗干扰能力强：差分传输技术使得设备对噪声和干扰的抵抗力更强。降低开关噪声：通过特定的设计，可以减少开关过程中的噪声。扩展能力强：适用于多种应用场景，扩展性极佳。功耗和封装成本更低：相较于传统方式，SerDes的功耗和封装成本更低。 𐟓š 额外知识有趣的是，PCIE和JESD204B等协议也是基于SerDes的。如果用OSI网络分层模型来类比，SerDes更接近于物理层，强调了电气属性。而PCIE和JESD204B则涵盖了数据链路层、网络层和传输层。因此，SerDes通常被称为物理层（PHY）器件。 𐟔– 总结 SerDes是一种将并行数据转换为串行数据发送，再将接收的串行数据转换为并行数据的设备，具有多种优点，如减少布线冲突、抗噪声能力强等。通过了解SerDes的基础知识，可以更好地理解和应用这一技术。

单片机编程全攻略：从基础到高级应用 1. 𐟌 单片机应用开发：探索 STM32、AVR、PIC、8051 等常见单片机的应用开发。 𐟔„ 流水灯控制：实现基于单片机的 LED 流水灯设计与控制。 𐟌᯸ PID 控制算法：掌握温度控制、电机控制等场景中的 PID 控制器设计。 𐟒𞠄MA 控制器：了解单片机中的直接存储器访问（DMA）技术及其应用。 𐟔„ ADC 和 DAC 转换：掌握模拟信号与数字信号之间的转换技术，ADC（模数转换器）和 DAC（数模转换器）的使用。 𐟌ˆ PWM 波形输出：掌握脉宽调制（PWM）技术在电机控制和 LED 调光中的应用。 𐟚蠤𘭦–�„理：理解单片机中断系统及其编程实现。 ⏰ 定时器功能：掌握单片机定时器的配置与使用，实现精确时间控制。 𐟖寸显示屏驱动：掌握各种显示屏（如 LCD、OLED）与单片机的接口与驱动。 𐟓᠒S-485 通信：实现基于 RS-485 总线的多点通信。 𐟚— CAN 总线：掌握单片机中的 CAN 总线通信协议与应用。 𐟓ž RS-232 串口通信：掌握基于 RS-232 标准的串行通信实现。 𐟔⠦•𐧠管显示：掌握单片机驱动数码管显示数字信息的技巧。 ⏱️ 定时器应用：探索多种定时器应用场景，包括秒表、时钟功能。 𐟓… 万年历设计：实现基于单片机的万年历系统设计与控制。 𐟎Ÿ驘𕩔˜输入：掌握矩阵键盘的设计及与单片机的接口编程。 𐟖寸液晶屏控制：使用单片机控制液晶显示屏（LCD）。 𐟔„ 串口通信协议：实现 UART、I2C、SPI 等常见串行通信协议。 𐟌᯸ ADC 和 DA 转换应用：掌握模数转换（ADC）和数模转换（DA）在传感器数据采集中的应用。 𐟚栤𚤩€š灯控制系统：设计基于单片机的交通信号灯控制系统。 𐟓 超声波测距：使用超声波传感器和单片机实现距离测量。 𐟔„ 电机调速控制：掌握基于 PWM 和 PID 的电机转速控制系统。 𐟌᯸ 温度采集系统：实现基于单片机的温度传感器数据采集与处理。 𐟓ˆ 频率计设计：掌握单片机频率计的实现及其应用。 𐟓𖠤🡥𗥏‘生器：设计基于单片机的信号发生器。

单片机编程全攻略：从基础到高级应用 1. 𐟌 交通灯控制系统：使用单片机设计交通信号灯控制系统。 𐟔„ 定时器应用：多种定时器应用场景，包括秒表、时钟功能。 𐟒᠌ED 流水灯：基于单片机的 LED 流水灯设计与实现。 𐟔砤𘭦–�„理：单片机中断系统及其编程实现。 𐟓Š 温度采集系统：基于单片机的温度传感器数据采集与处理。 𐟔„ 定时器功能：单片机定时器的配置与使用，精确时间控制。 𐟓ˆ 频率计设计：单片机频率计的实现及其应用。 𐟔„ 电机调速控制：基于 PWM 和 PID 的电机转速控制系统。 𐟓‰ 超声波测距：使用超声波传感器和单片机实现距离测量。 𐟔„ PID 控制算法：用于温度控制、电机控制等场景的 PID 控制器设计。 𐟓Š ADC 和 DAC 转换：模拟信号与数字信号之间的转换技术，ADC（模数转换器）和 DAC（数模转换器）的使用。 𐟔„ 矩阵键盘输入：矩阵键盘的设计及与单片机的接口编程。 𐟓ˆ RS-485 通信：基于 RS-485 总线的多点通信实现。 𐟔„ RS-232 串口通信：基于 RS-232 标准的串行通信实现。 𐟓Š CAN 总线：单片机中的 CAN 总线通信协议与应用。 𐟔„ 数码管显示：单片机驱动数码管显示数字信息。 𐟓ˆ LCD 控制：使用单片机控制液晶显示屏（LCD）。 𐟔„ 信号发生器：基于单片机的信号发生器设计与实现。 𐟓Š 串口通信协议：UART、I2C、SPI 等常见串行通信协议的实现。 𐟔„ 万年历设计：基于单片机的万年历系统设计与实现。 𐟓‰ ADC 和 DA 转换应用：模数转换（ADC）和数模转换（DA）在传感器数据采集中的应用。 𐟔„ PWM 波形输出：脉宽调制（PWM）技术在电机控制和 LED 调光中的应用。

𐟔„ SPI通信协议全解析 𐟓ኰŸ“– SPI通信协议，全双工、同步、串行的魅力所在！它允许外围设备间进行高效的数据传输。全双工模式让数据在两个方向上自由流动，通信双方都能在发送数据的同时接收对方的数据。𐟒슊𐟕𐯸 同步模式确保所有设备在同一时钟线下协同工作，稳定可靠。而串行通信更是与多个设备通信的利器，一位一位地传输数据，灵活又高效。𐟔„ 𐟔 在SPI通信中，主机和从机是不可或缺的角色。它们通过四根线：MOSI（主机发，从机收）、MISO（主机收，从机发）、CS（片选信号）和SCK（主机时钟，从机接收）进行数据的交换。𐟒ኊ𐟒ᠦƒ𓤺†解SPI的内部工作原理吗？那就得先探秘那些神秘的内部寄存器及其功能啦！下一站，我们将带你深入探索SPI的奇妙世界。𐟚€ 𐟏𗯸

𐟓ᓔM32串口通信全解析𐟔 𐟓Œ**数据通信方式** 1️⃣ **串行与并行通信**： - 串行通信𐟓𖯼š通过一根数据线、地线及控制信号线，按位传输数据，同一时刻只能传一位。 - 并行通信𐟓𗯼š使用多根数据线，可同时传输多位数据。 2️⃣ **全双工、半双工及单工通讯**： - 单工通信𐟔„：数据只能单向传输，一端发送，一端接收。 - 半双工通信𐟔„：可双向通信，但需轮流交替，实质上是切换方向的单工通信。 - 全双工通信𐟒쯼š两设备间可同时收发数据，需2根数据线。 𐟔探索STM32的串口通信世界，掌握这些基础知识，让你在嵌入式开发中更加游刃有余！𐟌Ÿ

𐟔微控制器单元的八大接口类型𐟔Œ 𐟓ŒGPIO（General Purpose Input/Output）: 功能：可配置为输入或输出，用于读取或输出数字信号。应用：连接开关、LED、简单传感器等。 𐟓ŒUART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）: 功能：通过两个引脚进行异步数据传输，用于串行通信。应用：与GPS模块、蓝牙模块等串行设备通信。 𐟓ŒI2C（Inter-Integrated Circuit）: 功能：双线串行接口，支持多主机、多从机通信，适合短距离、低速数据传输。应用：连接传感器、EEPROM、RTC等设备。 𐟓ŒSPI（Serial Peripheral Interface）: 功能：四线串行接口，用于高速数据传输，与存储器、显示屏等设备通信。应用：与高速设备如存储器、显示屏通信。 𐟓ŒCAN（Controller Area Network）: 功能：用于多主机环境，支持高噪声环境下的稳定数据传输。应用：汽车电子、工业控制系统等。 𐟓ŒUSB（Universal Serial Bus）: 功能：标准接口，支持高速数据传输，连接外部设备。应用：连接外部存储、输入设备等。 𐟓ŒPWM（Pulse Width Modulation）: 功能：通过调整脉冲宽度模拟模拟信号，控制设备功率或速度。应用：控制电机速度、调节LED亮度等。 𐟓ŒADC/DAC（Analog-to-Digital Converter / Digital-to-Analog Converter）: 功能：将模拟信号转换为数字信号，或将数字信号转换为模拟信号。应用：读取传感器数据、输出模拟信号等。

𐟒𜩝⨯•必备：STM32知识点 𐟔想要在面试中脱颖而出？这些STM32知识点你必须掌握！ 1️⃣ 嵌入式系统简介： - 什么是嵌入式系统？ - 嵌入式系统的三大特征是什么？ - ARMV7架构类型及其应用？ - Cortex M3的特点有哪些？ - STM32单片机的优点是什么？ 2️⃣ STM32硬件基础： - 单片机命名规则解析； - 启动配置按钮是哪两个？ - STM32F103总线系统由哪三部分组成？ - 驱动单元包含哪些总线？ - 总线矩阵的两个主要特征是什么？ 3️⃣ STM32软件开发基础： - CMSIS由哪三部分构成？ 4️⃣ GPIO操作指南： - 如何初始化GPIO？ - GPIO的八种工作状态是什么？ 5️⃣ 外部中断EXTI详解： - 单片机与外设交换数据的三种方式； - 什么是中断、中断优先级和中断嵌套？ - 中断处理过程的四个步骤； - NVIC有多少个可屏蔽中断和可编程优先级？ 6️⃣ 通用同步/异步通信： - 串行通信的三种方式； - 串行异步通行的关键约定是什么？ 7️⃣ 通用定时器： - 三种通用定时器介绍； - TIM6和TIM7、TIM1和TIM8以及TIM2和TIM5的具体功能； - 计数方向、计数模式和时钟频率范围； - STM32最多有多少定时/计数器？

51单片机的特点与功能详解 51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统的微控制器，具有多种特点和功能，使其在各种应用中非常受欢迎。以下是51单片机的一些主要特点和功能： 𐟔砧𜖧苧𞿊支持汇编语言和高级语言（如C语言）编程，简单易懂，方便开发和维护。 𐟒𞠥혥‚襙覎奏㊩€š过外部数据总线连接外部RAM和EPROM，增加存储容量以满足更复杂的程序和数据需求。 𐟕’ 多种工作模式通常支持多种工作模式，如工作模式、空闲模式和掉电模式，以降低功耗。 𐟔„ 输入输出控制提供多达32个可编程的I/O端口，可用于控制和连接多种外部设备。 𐟔砥黎饱•性 51单片机可以通过外部设备（如存储器、传感器等）进行扩展，便于实现复杂的应用。 𐟔„ 定时器/计数器内置定时器和计数器，用于时间测量、事件计数以及产生精确的时间延迟。 𐟓ᠤ𘲨ጩ€š讯功能提供UART串行通讯接口，支持与其他设备进行数据交换，适合串行通讯的应用。 𐟓ˆ 模拟功能部分型号支持模数转换（ADC）和数模转换（DAC），使其能够处理模拟信号。 𐟔砩›†成度高内部集成了CPU、存储器（RAM和ROM）、定时器/计数器、输入输出端口等，使其成为一个完整的控制系统。 𐟔砤𘭦–�𛧻Ÿ 支持多种中断源，可以响应外部事件，提高系统的实时性。 𐟔砤𞿤𚎨𐃨采用多种调试工具和编程器，使得开发和调试过程更加方便。这些特点和功能使得51单片机在各种应用中表现出色，广泛应用于嵌入式系统。

FPGA常用的SPI通信协议详解 SPI，全称串行外围接口，是一种高速、全双工、同步的串行通信总线。它通常用于FPGA与外部设备之间的通信。SPI总线主要由四根通信线组成：MOSI（主出从入）、MISO（主入从出）、SCLK（同步时钟）和SS/CS（从机设备选择）。 SPI的特点 𐟓ˆ 同步通信：通过时钟信号同步数据传输。全双工传输：可以同时进行数据发送和接收。一主多从：可以连接多个从机设备。高传输速率：最高可以达到几十MHz。 SPI的四种工作模式 𐟔犓PI的工作模式由时钟极性(CPOL)和时钟相位(CPHA)决定，共有四种模式：模式0：CPOL=0，CPHA=0。时钟空闲时为低电平，数据在时钟上升沿采样。模式1：CPOL=0，CPHA=1。时钟空闲时为低电平，数据在时钟下降沿采样。模式2：CPOL=1，CPHA=0。时钟空闲时为高电平，数据在时钟下降沿采样。模式3：CPOL=1，CPHA=1。时钟空闲时为高电平，数据在时钟上升沿采样。协议结构 𐟓 以工作模式0为例，发送一位数据的协议结构如下：发送多位数据：高电平有效，开始和结束信号由SS/CS控制。读取多位数据：SS/CS随意写区，MOSI发送没有在接收数据，MISO接收数据。选择合适的模式 𐟎獦补𜏩€‚应不同的设备和通信要求，选择合适的模式能保证数据传输的准确性和可靠性。在实际应用中，根据具体需求选择最适合的模式是非常重要的。通过了解SPI通信协议，我们可以更好地利用FPGA与外部设备进行高效、可靠的通信。

I3C协议助力高速传感器时代来临 I3C技术是由MIPI联盟制定的一种新型串行通信协议，旨在取代传统的I2C和SPI接口，提供更高的数据吞吐量和更先进的功能。MIPI联盟是一个国际组织，专注于为移动和移动影响设备提供开放的标准和规范，以促进互操作性和创新。2017年，MIPI联盟发布了I3C技术的第一个版本，旨在为各种嵌入式系统中的数字传感器和外设提供统一的、高性能的解决方案。 I3C技术与MIPI有着密切的关系，因为它是对传统I2C和SPI接口的改进和优化。I2C和I3C的对比参数如下：参数 𐟓Š I2C 𐟚늉3C ✅ 不支持带内中断 𐟚늦”歷带内中断 ✅ 低有效数据速率（3Mbps） 𐟚늩똦œ‰效数据速率（33.3Mbps） ✅ 不支持动态寻址 𐟚늦”歷动态寻址 ✅ 功耗高 𐟚능ŠŸ耗低 ✅ 热插拔不支持 𐟚늦”歷热插拔 ✅ I3C技术的应用将推动高速传感器的发展，提供更高效的数据传输和更智能的设备连接。

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