Во встроенных системах последовательная связь является наиболее широко распространенным методом передачи данных между устройствами и периферийными устройствами. Что стоит за его популярностью? Какие общие протоколы последовательного порта должен освоить инженер встраиваемых систем? Позвольте RF-star объяснить.
Что такое последовательная связь?
С точки зрения базовой методологии протоколы передачи данных обычно можно разделить на две категории: параллельные протоколы и последовательные протоколы.
Последовательные протоколы используют одну или две линии передачи для передачи и приема битов. Биты передаются один за другим последовательным образом по компьютерной шине или каналу связи. Тогда как параллельные протоколы пересылают и принимают биты по нескольким параллельным каналам одновременно.
Протокол последовательной связи — это простой и надежный способ связи, правила которого соблюдаются отправителем и получателем. Три типичных примера протоколов последовательной связи используются в самых разных приложениях.
Протоколы последовательной связи UART SPI I2C и модули Bluetooth UART
Примеры протоколов последовательной связи: UART, SPI, I2C
Основными типами протоколов последовательной связи являются UART, SPI и I2C.
Что такое УАРТ?
UART, или универсальный асинхронный приемник/передатчик, — один из самых ранних и простых последовательных протоколов обмена последовательными данными между двумя устройствами. Протокол асинхронной связи использует только два провода, а именно линии передачи (TX) и приема (RX), для передачи и приема данных.
Устройства, подключенные через UART, обмениваются данными, отправляя биты с заранее определенной скоростью передачи данных, часто включая стартовые, стоповые биты и дополнительные биты четности. Устройства UART не используют общий тактовый сигнал. Вместо этого они должны согласовать скорость передачи данных и формат данных.
Многие разработчики используют UART для беспроводного подключения и компьютерной обработки из-за его простой настройки, удобного интерфейса и доступности.
Что такое СПИ?
SPI означает последовательный периферийный интерфейс, протокол последовательной связи, часто используемый во встроенных системах для высокоскоростного обмена данными между несколькими устройствами на шине. Устройства, обменивающиеся данными через SPI, имеют архитектуру «главный-подчиненный», при этом несколько подчиненных устройств подключены к одному главному устройству. Кроме того, связь SPI поддерживает полнодуплексную связь, что означает, что и ведущий, и ведомый могут передавать и получать данные одновременно.
В отличие от других протоколов связи, таких как UART или I2C, SPI не имеет заранее определенного протокола и фиксированных параметров связи. Такая гибкость делает SPI идеальным для приложений потоковой передачи данных, которым требуется передача данных в реальном времени или с высокой пропускной способностью.
Нажмите здесь, чтобы получить дополнительную информацию об интерфейсах UART и SPI .
Что такое I2C?
I2C (сокращение от Inter-Integrated Circuit), также известная как I2C или IIC, представляет собой синхронную последовательную шину связи с несколькими главными и несколькими подчиненными устройствами. Это двунаправленная двухпроводная последовательная шина, которая использует провода последовательной синхронизации (SCL) и последовательных данных (SDA) для отправки и управления данными побитно между несколькими устройствами. С помощью I2C несколько ведомых устройств могут быть подключены к одному ведущему устройству (например, SPI), а несколько главных устройств могут управлять одним или несколькими ведомыми устройствами.
I2C предлагает исключительную масштабируемость и гибкость при подключении множества устройств. Однако у него есть несколько недостатков. Он работает на более медленной скорости по сравнению с SPI, а для линий синхронизации и данных требуются подтягивающие резисторы. I2C также включает в себя более сложную логику и обработку ошибок, а также потенциальные проблемы, такие как конфликты на шине и шумовые помехи.
Какой протокол последовательной связи лучше: UART, SPI, I2C? К сожалению, не существует однозначно оптимального протокола последовательной связи, поскольку каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Таблица, в которой сравниваются UART, SPI и I2C, SPI-коммуникации, напрямую показывает их различные преимущества, недостатки и функции, чтобы помочь вам легко выбрать подходящий вариант связи.
Сравнение UART, SPI и I2C, связи SPI
Если вы не можете выбрать подходящий последовательный протокол, рекомендуется воспользоваться следующими советами:
- Если вы отдаете приоритет скорости передачи данных, SPI будет самым быстрым протоколом последовательной связи.
- Если беспроводная связь предполагает подключение нескольких устройств при относительно простой настройке, предпочтительным выбором будет I2C.
- Если ваш проект предполагает только прозрачную передачу данных между двумя устройствами, UART — самое простое и экономически эффективное решение, особенно для приложений с ограниченными аппаратными ресурсами.
Примеры модулей Bluetooth UART
Беспроводной модуль RF-star использует технологию последовательного порта 2,4 ГГц и может иметь прозрачную связь с протоколом UART, обеспечивающим одновременную передачу данных. Более того, богатые AT-команды позволяют сократить время разработки и ускорить выпуск конечного продукта.
Вот список высококачественных модулей Bluetooth UART .
Беспроводные радиочастотные модули серии CC2340R5
Беспроводные радиочастотные модули серии RF-BM-2340Xx основаны на беспроводных микроконтроллерах CC2340R5 SimpleLink и поддерживают Bluetooth 5.3 Low Energy, ZigBee 3.0, стек SimpleLinkTM TI 15.4 и фирменную систему. Все модули RF-star CC2340R5 оснащены прозрачным протоколом передачи BLE5.0 UART. Кроме того, модули последовательного порта CC2340R5 имеют несколько расширенных версий антенн (например, печатная плата, IPEX, чип) различных размеров. Они хорошо подходят для портативной медицинской, автомобильной, новой энергетики, промышленной и бытовой электроники.
Модули Bluetooth с низким энергопотреблением серии CC264x
Модули BLE RF-star CC264x, встроенные в микроконтроллеры TI CC2642R и CC2640R, также предварительно запрограммированы на прозрачный протокол передачи BLE5.0 UART. Разница заключается в роли CC2640R и CC2642R. В протоколе UART модули CC2642R Bluetooth с низким энергопотреблением RF-BM-2642B1 и RF-BM-2642B2 могут одновременно поддерживать режим «ведущий-подчиненный», а модули Bluetooth CC2640R с низким энергопотреблением могут работать как ведущее или ведомое устройство, в зависимости от о требованиях к заявке. Благодаря стабильной работе и низкой стоимости модули серии CC264x получили широкое признание в области рекламы, пеленгации и ячеистых сетей Bluetooth.
Модули Bluetooth LE5.3 серии EFR32BG22
Модули
серии EFR32BG22 на базе SoC Silicon Labs BG22 поддерживают BLE 5x с низким энергопотреблением, сетку BLE, AoA/AoD и собственный протокол. Все они предварительно запрограммированы на
протокол связи последовательного порта (UART) и протокол связи I2C . Они могут одновременно общаться как несколько главных и подчиненных устройств. Функция множественного подключения, лучшее в своем классе сверхнизкое энергопотребление и богатые функции AT-команд делают модули BLE master-slave гибкими и масштабируемыми в различных приложениях.
Модули BLE серии nRF52
Модули BLE серии RF-star nRF52 охватывают эти беспроводные радиочастотные модули на базе интегрированных чипов Nordic nRF52805, nRF52810 и nRF52832. Модули nRF52810 RF-BM-ND04Cx и RF-BM-ND08Cx могут работать только как ведомое устройство в прозрачном протоколе передачи BLE5.0 UART. Вместо этого модули nRF52832 RF-BM-ND04x и RF-BM-ND08 разработаны как модули Bluetooth «главный-подчиненный» и даже работают как главный и несколько подчиненных. В многопротокольные модули серии nRF52840 уже встроен протокол последовательного порта BLE5.0 (UART).
Краткое содержание
Беспроводные модули RF-star, особенно модули Bluetooth Low Energy, интегрированы с прозрачным протоколом передачи BLE UART. Модули последовательного порта помогут вашим конечным продуктам легко и напрямую взаимодействовать со встроенными системами. Если ваш проект требует связи SPI или I2C, RF-star рада предложить индивидуальное решение беспроводной связи.
