嵌入式硬件基础知识（一）

目录

总线的基本概念

基本图示

总线的通信方式 

TTL、RS232和RS485简介

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• 总线的基本概念

1. 地址总线 

   （1）CPU是通过地址总线来指定存储单元的。

   （2）地址总线决定了cpu所能访问的最大内存空间的大小。eg: 10根地址线能访问的最大的内存为1024位二进制数据(1B)

   （3）地址总线是地址线数量之和。

2. 数据总线

   （1） 是CPU与内存或其他器件之间的数据传送的通道。

   （2）数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。

   （3）每条传输线一次只能传输1位二进制数据。eg: 8根数据线一次可传送一个8位二进制数据(即一个字节)。

   （4）数据总线是数据线数量之和。

3. 控制总线

   （1）CPU通过控制总线对外部器件进行控制。

   （2）控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

   （3）控制总线是控制线数量之和。

• 基本图示

 

•  总线的通信方式 

1. 串行和并行的通信

 串行：串行通讯的数据线比较少，这样一条信息的各位数据被逐位按顺序传送。串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但送速度慢；

D1 D2 D3......——————>.......D3D2D1 

并行：并行通讯通常可以一次传送8bit、16bit、32bit甚至更高的位数，相应地就需要8根、16根、32根信号线，同时需要加入更多的信号地线。传输速度快，距离近。

D1——————>D1

D2——————>D2

D3——————>D3

D4——————>D4

 

 2.串行通讯根据信息的传送方向可分为单工、半双工和全双工三种

单工：只能完成发送或接受消息，即消息只能单向传送；

D1——————>D1或D2<————————D2

半双工：在某一段时间内完成消息的发送，又会在某一段时间内完成消息的接受，即消息可以双向传送，但不能同时完成发送和接受；

一段时间内：        D1——————————>D1

另外一段时间内：D2<——————————D2

全双工：可以在发送或接受消息的同时完成另外一个接受或发送消息的任务，即发送和接受消息可以同时完成，消息可以同时双向传递；

同时完成：

D1——————————>D1

D2<——————————D2

 

3.串行通信根据是否有时钟线进行同步又分为 同步通信、异步通信

同步通信:

是一种比特同步通信技术，要求发收双方具有同频同相的同步时钟信号，只需在传送报文的最前面附加特定的同步字符，使发收双方建立同步，此后便在同步时钟的控制下逐位发送/接收。

异步通信

在发送字符时，所发送的字符之间的时隙可以是任意的。但是接收端必须时刻做好接收的准备（如果接收端主机的电源都没有加上，那么发送端发送字符就没有意义，因为接收端根本无法接收）。发送端可以在任意时刻开始发送字符，因此必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志，即加上开始位和停止位，以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。

• 串口总线通信的基本概念

1.接口介绍

分为母头和公头如下图示：

2.接口的引脚介绍

1：DCD 载波检测

2：RXD 接受数据（方向：始终从终端到计算机）

3：TXD 发送数据（方向：始终从计算机到终端）

4：DTR 数据终端准备好

5：GND 地线信号

6：DSR 数据准备好

7：RTS 请求发送

8： CTS 清除发送

9：RI      振铃指示

3.串口通信时序

4.奇偶校验介绍

奇校验(Odd Parity)： 就是让原有数据序列中（包括你要加上的一位）1的个数为奇数；

偶校验(Even Parity)：就是让原有数据序列中（包括你要加上的一位）1的个数为偶数；

•  TTL、RS232和RS485简介

单片机CPU一般都提供TTL电平的UART(Universal Asynchronous Receiver and Transmitter，通用异步收发器)通信接口，它是一种通用的数据通信协议，它包括了RS232、RS499、RS423、RS422和RS485等接口标准规范和总线标准规范。

 

1. TTL电平：输出低电平要小于0.8V，高电平要大于2.4V；输入低于1.2V就认为是0，高于2.0就认为是1；
2. RS232电平：逻辑1的电平为-3～-15V，逻辑0的电平为+3～+15V，介于-3~+3V之间的电压无意义；
3. RS485电平：差分信号-2500mv~-200mv为逻辑0；差分信号+2500mv~+200mv为逻辑1；-200mv~+200mv为高阻状态
4. MAX232芯片：是 TTL电平与RS232电平的专用双向转换芯片，可以TTL转RS-232，也可以RS-232转TTL；​​​​​​​
5. TTL电平一般用于芯片与芯片之间的通信；
6. RS232采用了正负逻辑电平，提高线路的抗干扰性最远可以达到15米左右；如果更远的距离会采样RS485，它使用两线制的差分信号传输，最远可至1200米；RS232全双工只支持点对点通讯(1:1)；
7. RS485半双工或单双工支持总线形式通讯（1:N）。

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