嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)

時間：2023-02-27 04:32:20 嵌入式培訓(xùn) 我要投稿

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　　實際上，嵌入式系統(tǒng)本身是一個外延極廣的名詞，凡是與產(chǎn)品結(jié)合在一起的具有嵌入式特點的控制系統(tǒng)都可以叫嵌入式系統(tǒng)，而且有時很難以給它下一個準確的定義。下面是 YJBSY小編整理的嵌入式系統(tǒng)接口技術(shù)，希望對你有幫助!

　　1. Flash存儲器

　　(1)Flash存儲器是一種非易失性存儲器，根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同可以將其分為NOR Flash和NAND Flash兩種。

　　(2)Flash存儲器的特點：

　　A、區(qū)塊結(jié)構(gòu)：在物理上分成若干個區(qū)塊，區(qū)塊之間相互獨立。

　　B、先擦后寫：Flash的寫操作只能將數(shù)據(jù)位從1寫成0，不能從0寫成1，所以在對存儲器進行寫入之前必須先執(zhí)行擦除操作，將預(yù)寫入的數(shù)據(jù)位初始化為1。擦除操作的最小單位是一個區(qū)塊，而不是單個字節(jié)。

　　C、操作指令：執(zhí)行寫操作，它必須輸入一串特殊指令(NOR Flash)或者完成一段時序(NAND Flash)才能將數(shù)據(jù)寫入。

　　D、位反轉(zhuǎn)：由于Flash的固有特性，在讀寫過程中偶爾會產(chǎn)生一位或幾位的數(shù)據(jù)錯誤。位反轉(zhuǎn)無法避免，只能通過其他手段對結(jié)果進行事后處理。

　　E、壞塊：區(qū)塊一旦損壞，將無法進行修復(fù)。對已損壞的區(qū)塊操作其結(jié)果不可預(yù)測。

　　(3)NOR Flash的特點：

　　應(yīng)用程序可以直接在閃存內(nèi)運行，不需要再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中運行。NOR Flash的傳輸效率很高，在1MB~4MB的小容量時具有很高的成本效益，但是很低的寫入和擦除速度大大影響了它的性能。

　　(4)NAND Flash的特點

　　能夠提高極高的密度單元，可以達到高存儲密度，并且寫入和擦除的速度也很快，這也是為何所有的U盤都使用NAND Flash作為存儲介質(zhì)的原因。應(yīng)用NAND Flash的困難在于閃存需要特殊的系統(tǒng)接口。

　　(5)NOR Flash與NAND Flash的區(qū)別：

　　A、NOR Flash的讀速度比NAND Flash稍快一些。

　　B、NAND Flash的擦除和寫入速度比NOR Flash快很多

　　C、NAND Flash的隨機讀取能力差，適合大量數(shù)據(jù)的連續(xù)讀取。

　　D、NOR Flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引進來尋址，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個字節(jié)。NAND Flash的地址、數(shù)據(jù)和命令共用8位總線(有寫公司的產(chǎn)品使用16位)，每次讀寫都要使用復(fù)雜的I/O接口串行地存取數(shù)據(jù)。

　　E、NOR Flash的容量一般較小，通常在1MB~8MB之間;NAND Flash只用在8MB以上的產(chǎn)品中。因此，NOR Flash只要應(yīng)用在代碼存儲介質(zhì)中，NAND Flash適用于資料存儲。

　　F、NAND Flash中每個塊的最大擦寫次數(shù)是一百萬次，而NOR Flash是十萬次。

　　G、NOR Flash可以像其他內(nèi)存那樣連接，非常直接地使用，并可以在上面直接運行代碼;NAND Flash需要特殊的I/O接口，在使用的時候，必須先寫入驅(qū)動程序，才能繼續(xù)執(zhí)行其他操作。因為設(shè)計師絕不能向壞塊寫入，這就意味著在NAND Flash上自始至終必須進行虛擬映像。

　　H、NOR Flash用于對數(shù)據(jù)可靠性要求較高的代碼存儲、通信產(chǎn)品、網(wǎng)絡(luò)處理等領(lǐng)域，被成為代碼閃存;NAND Flash則用于對存儲容量要求較高的MP3、存儲卡、U盤等領(lǐng)域，被成為數(shù)據(jù)閃存。

　　2、RAM存儲器

　　(1)SRAM的特點：

　　SRAM表示靜態(tài)隨機存取存儲器，只要供電它就會保持一個值，它沒有刷新周期，由觸發(fā)器構(gòu)成基本單元，集成度低，每個SRAM存儲單元由6個晶體管組成，因此其成本較高。它具有較高速率，常用于高速緩沖存儲器。

　　通常SRAM有4種引腳：

　　CE：片選信號，低電平有效。

　　R/W：讀寫控制信號。

　　ADDRESS：一組地址線。

　　DATA：用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M雙向信號線。

　　(2)DRAM的特點：

　　DRAM表示動態(tài)隨機存取存儲器。這是一種以電荷形式進行存儲的半導(dǎo)體存儲器。它的每個存儲單元由一個晶體管和一個電容器組成，數(shù)據(jù)存儲在電容器中。電容器會由于漏電而導(dǎo)致電荷丟失，因而DRAM器件是不穩(wěn)定的。它必須有規(guī)律地進行刷新，從而將數(shù)據(jù)保存在存儲器中。

　　DRAM的接口比較復(fù)雜，通常有一下引腳：

　　CE：片選信號，低電平有效。

　　R/W：讀寫控制信號。

　　RAS：行地址選通信號，通常接地址的高位部分。

　　CAS：列地址選通信號，通常接地址的低位部分。

　　ADDRESS：一組地址線。

　　DATA：用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊唤M雙向信號線。

　　(3)SDRAM的特點：

　　SDRAM表示同步動態(tài)隨機存取存儲器。同步是指內(nèi)存工作需要同步時鐘，內(nèi)部的命令發(fā)送與數(shù)據(jù)的傳輸都以它為基準;動態(tài)是指存儲器陣列需要不斷的刷新來保證數(shù)據(jù)不丟失。它通常只能工作在133MHz的主頻。

　　(4)DDRAM的特點

　　DDRAM表示雙倍速率同步動態(tài)隨機存取存儲器，也稱DDR。DDRAM是基于SDRAM技術(shù)的，SDRAM在一個時鐘周期內(nèi)只傳輸一次數(shù)據(jù)，它是在時鐘的上升期進行數(shù)據(jù)傳輸;而DDR內(nèi)存則是一個時鐘周期內(nèi)傳輸兩次次數(shù)據(jù)，它能夠在時鐘的上升期和下降期各傳輸一次數(shù)據(jù)。在133MHz的主頻下，DDR內(nèi)存帶寬可以達到133×64b/8×2=2.1GB/s。

　　3、硬盤、光盤、CF卡、SD卡

　　4、GPIO原理與結(jié)構(gòu)

　　GPIO是I/O的最基本形式，它是一組輸入引腳或輸出引腳。有些GPIO引腳能夠加以編程改變工作方向，通常有兩個控制寄存器：數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)方向寄存器。數(shù)據(jù)方向寄存器設(shè)置端口的方向。如果將引腳設(shè)置為輸出，那么數(shù)據(jù)寄存器將控制著該引腳狀態(tài)。若將引腳設(shè)置為輸入，則此輸入引腳的狀態(tài)由引腳上的邏輯電路層來實現(xiàn)對它的控制。

　　5、A/D接口

　　(1)A/D轉(zhuǎn)換器是把電模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量的電路。實現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換的方法有很多，常用的方法有計數(shù)法、雙積分法和逐次逼進法。

　　(2)計數(shù)式A/D轉(zhuǎn)換法

　　其電路主要部件包括：比較器、計數(shù)器、D/A轉(zhuǎn)換器和標準電壓源。

　　其工作原理簡單來說就是，有一個計數(shù)器，從0開始進行加1計數(shù)，每進行一次加1，該數(shù)值作為D/A轉(zhuǎn)換器的輸入，其產(chǎn)生一個比較電壓VO與輸入模擬電壓VIN進行比較。如果VO小于VIN則繼續(xù)進行加1計數(shù)，直到VO大于VIN，這時計數(shù)器的累加數(shù)值就是A/D轉(zhuǎn)換器的輸出值。

　　這種轉(zhuǎn)換方式的特點是簡單，但是速度比較慢，特別是模擬電壓較高時，轉(zhuǎn)換速度更慢。例如對于一個8位A/D轉(zhuǎn)換器，若輸入模擬量為最大值，計數(shù)器要從0開始計數(shù)到255，做255次D/A轉(zhuǎn)換和電壓比較的工作，才能完成轉(zhuǎn)換。

　　(3)雙積分式A/D轉(zhuǎn)換法

　　其電路主要部件包括：積分器、比較器、計數(shù)器和標準電壓源。

　　其工作原理是，首先電路對輸入待測電壓進行固定時間的積分，然后換為標準電壓進行固定斜率的反向積分，反向積分進行到一定時間，便返回起始值。由于使用固定斜率，對標準電壓進行反向積分的時間正比于輸入模擬電壓值，輸入模擬電壓越大，反向積分回到起始值的時間越長。只要用標準的高頻時鐘脈沖測定反向積分花費的時間，就可以得到相應(yīng)于輸入模擬電壓的數(shù)字量，也就完成了A/D轉(zhuǎn)換。

　　其特點是，具有很強的抗工頻干擾能力，轉(zhuǎn)換精度高，但轉(zhuǎn)換速度慢，通常轉(zhuǎn)換頻率小于10Hz，主要用于數(shù)字式測試儀表、溫度測量等方面。

　　(4)逐次逼近式A/D轉(zhuǎn)換法

　　其電路主要部件包括：比較器、D/A轉(zhuǎn)換器、逐次逼近寄存器和基準電壓源。

　　其工作原理是，實質(zhì)上就是對分搜索法，和平時天平的使用原理一樣。在進行A/D轉(zhuǎn)換時，由D/A轉(zhuǎn)換器從高位到低位逐位增加轉(zhuǎn)換位數(shù)，產(chǎn)生不同的輸出電壓，把輸入電壓與輸出電壓進行比較而實現(xiàn)。首先使最高位為1，這相當(dāng)于取出基準電壓的1/2與輸入電壓比較，如果在輸入電壓小于1/2的基準電壓，則最高位置0，反之置1。之后，次高位置1，相當(dāng)于在1/2的范圍中再作對分搜索，以此類推，逐次逼近。

　　其特點是，速度快，轉(zhuǎn)換精度高，對N位A/D轉(zhuǎn)換器只需要M個時鐘脈沖即可完成，一般可用于測量幾十到幾百微秒的過渡過程的變化，是目前應(yīng)用最普遍的轉(zhuǎn)換方法。

　　(5)A/D轉(zhuǎn)換的重要指標(有可能考一些簡單的計算)

　　A、分辨率：反映A/D轉(zhuǎn)換器對輸入微小變化響應(yīng)的能力，通常用數(shù)字輸出最低位(LSB)所對應(yīng)的模擬電壓的電平值表示。n位A/D轉(zhuǎn)換器能反映1/2n滿量程的模擬輸入電平。

　　B、量程：所能轉(zhuǎn)換的模擬輸入電壓范圍，分為單極性和雙極性兩種類型。

　　C、轉(zhuǎn)換時間：完成一次A/D轉(zhuǎn)換所需要的時間，其倒數(shù)為轉(zhuǎn)換速率。

　　D、精度：精度與分辨率是兩個不同的概念，即使分辨率很高，也可能由于溫漂、線性度等原因使其精度不夠高。精度有絕對精度和相對精度兩種表示方法。通常用數(shù)字量的最低有效位LSB的分數(shù)值來表示絕對精度，用其模擬電壓滿量程的百分比來表示相對精度。

　　例如，滿量程10V，10位A/D芯片，若其絕對精度為±1/2LSB，則其最小有效位LSB的量化單位為：10/1024=9.77mv，其絕對精度為9.77mv/2=4.88mv，相對精度為：0.048%。

　　6、D/A接口基本

　　(1)D/A轉(zhuǎn)換器使將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量。

　　(2)在集成電路中，通常采用T型網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)將數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬電流，再由運算放大器將模擬電路轉(zhuǎn)換為模擬電壓。進行D/A轉(zhuǎn)換實際上需要上面的兩個環(huán)節(jié)。

　　(3)D/A轉(zhuǎn)換器的分類：

　　A、電壓輸出型：常作為高速D/A轉(zhuǎn)換器。

　　B、電流輸出型：一般外接運算放大器使用。

　　C、乘算型：可用作調(diào)制器和使輸入信號數(shù)字化地衰減。

　　(4)D/A轉(zhuǎn)換器的主要指標：分辨率、建立時間、線性度、轉(zhuǎn)換精度、溫度系數(shù)。

　　7、鍵盤接口

　　(1)鍵盤的兩種形式：線性鍵盤和矩陣鍵盤。

　　(2)識別鍵盤上的閉合鍵通常有兩種方法：行掃描法和行反轉(zhuǎn)法。

　　(3)行掃描法是矩陣鍵盤按鍵常用的識別方法，此方法分為兩步進行：

　　A、識別鍵盤哪一列的鍵被按下：讓所有行線均為低電平，查詢各列線電平是否為低，如果有列線為低，則說明該列有按鍵被按下，否則說明無按鍵按下。

　　B、如果某列有按鍵按下，識別鍵盤是哪一行按下：逐行置低電平，并置其余各行為高電平，查詢各列的變化，如果列電平變?yōu)榈碗娖�，則可確定此行此列交叉點處按鍵被按下。

　　8、顯示接口

　　(1)LCD的基本原理是，通過給不同的液晶單元供電，控制其光線的通過與否，從而達到顯示的目的。

　　(2)LCD的光源提供方式有兩種：投射式和反射式。筆記本電腦的LCD顯示器為投射式，屏的背后有一個光源，因此外界環(huán)境可以不需要光源。一般微控制器上使用的LCD為反射式，需要外界提供電源，靠反射光來工作。電致發(fā)光(EL)是液晶屏提供光源的一種方式。

　　(3)按照液晶驅(qū)動方式分類，常見的LCD可以分為三類：扭轉(zhuǎn)向列類(TN)、超扭曲向列型(STN)和薄膜晶體管型(TFT)。

　　(4)市面上出售的LCD有兩種類型：帶有驅(qū)動電路的LCD顯示模塊，只要總線方式驅(qū)動;沒有驅(qū)動電路的LCD顯示器，使用控制器掃描方式。

　　(5)通常，LCD控制器工作的時候，通過DMA請求總線，直接通過SDRAM控制器讀取SDRAM中指定地址(顯示緩沖區(qū))的數(shù)據(jù)，此數(shù)據(jù)經(jīng)過LCD控制器轉(zhuǎn)換成液晶屏掃描數(shù)據(jù)格式，直接驅(qū)動液晶顯示器。

　　(6)VGA接口本質(zhì)上是一個模擬接口，一般都采用統(tǒng)一的15引腳接口，包括2個NC信號、3根顯示器數(shù)據(jù)總線、5個GND信號、3個RGB色彩分量、1個行同步信號和1個場同步信號。其色彩分量采用的電平標準為EIA定義的RS343標準。

　　9、觸摸屏接口

　　(1)按工作原理分，觸摸屏可以分為：表面聲波屏、電容屏、電阻屏和紅外屏幾種。

　　(2)觸摸屏的控制采用專業(yè)芯片，例如ADS7843。

　　10、音頻接口

　　(1)基本原理：麥克風(fēng)輸入的數(shù)據(jù)經(jīng)音頻編解碼器解碼完成A/D轉(zhuǎn)換，解碼后的音頻數(shù)據(jù)通過音頻控制器送入DSP或CPU進行相應(yīng)的處理，然后數(shù)據(jù)經(jīng)音頻控制器發(fā)送給音頻編碼器，經(jīng)編碼D/A轉(zhuǎn)換后由揚聲器輸出。

　　(2)數(shù)字音頻的格式有多種，最常用的是下面三種：

　　A、采用數(shù)字音頻(PCM)：是CD或DVD采用的數(shù)據(jù)格式。其采樣頻率為44.1kHz。精度為16位時，PCM音頻數(shù)據(jù)速率為1.41Mb/s;精度為32位時為2.42 Mb/s。一張700MB的CD可以保存大約60分鐘的16位PCM數(shù)據(jù)格式的音樂。

　　B、MPEG層3音頻(MP3)：MP3播放器采用的音頻格式。立體聲MP3數(shù)據(jù)速率為112kb/s至128kb/s。

　　C、ATSC數(shù)字音頻壓縮標準(AC3)：數(shù)字TV、HDTV和電影數(shù)字音頻編碼標準，立體聲AC3編碼后的數(shù)據(jù)速率為192kb/s。

　　(3)IIS是音頻數(shù)據(jù)的編碼或解碼常用的串行音頻數(shù)字接口。IIS總線只處理聲音數(shù)據(jù)，其他控制信號等則需要單獨傳輸。IIS使用了3根串行總線：數(shù)據(jù)線SD、字段選擇線WS、時鐘信號線SCK。

　　(4)當(dāng)接收方和發(fā)送方的數(shù)據(jù)字段寬度不一樣時，發(fā)送方不考慮接收方的數(shù)據(jù)字段寬度。如果發(fā)送方發(fā)送的數(shù)據(jù)字段小于系統(tǒng)字段寬度，就在低位補0;如果發(fā)送方的數(shù)據(jù)寬度大于接收方的寬度，則超過LSB的部分被截斷。字段選擇WS用來選擇左右聲道，WS=0表示選擇左聲道;WS=1表示選擇右聲道。此外，WS能讓接收設(shè)備存儲前一個字節(jié)，并準備接收下一個字節(jié)。

　　11、串行接口

　　(1)串行通信是指，使數(shù)據(jù)一位一位地進行傳輸而實現(xiàn)的通信。與并行通信相比，串行通信具有傳輸線少、成本低等優(yōu)點，特別適合遠距離傳送;缺點使速度慢。

　　(2)串行數(shù)據(jù)傳送有3種基本的通信模式：單工、半雙工、全雙工。

　　(3)串行通信在信息格式上可以分為2種方式：同步通信和異步通信。

　　A、異步傳輸：把每個字符當(dāng)作獨立的信息來傳輸，并按照一固定且預(yù)定的時序傳送，但在字符之間卻取決于字符與字符的任意時序。異步通信時，字符是一幀一幀傳送的，每幀字符的傳送靠起始位來同步。一幀數(shù)據(jù)的各個代碼間間隔是固定的，而相鄰兩幀數(shù)據(jù)其時間間隔是不固定的。

　　B、同步傳輸：同步方式不僅在字符之間是同步的，而且在字符與字符之間的時序仍然是同步的，即同步方式是將許多字符******成一字符塊后，在每塊信息之前要加上1～2個同步字符，字符塊之后再加入適當(dāng)?shù)腻e誤檢測數(shù)據(jù)才傳送出去。

　　(4)異步通信必須遵循3項規(guī)定：

　　A、字符格式：起始位+數(shù)據(jù)+校驗位+停止位(檢驗位可無)，低位先傳送。

　　B、波特率：每秒傳送的位數(shù)。

　　C、校驗位：奇偶檢驗。

　　a、奇校驗：要使字符加上校驗位有奇數(shù)個“1”。

　　b、偶檢驗：要使字符加上校驗位有偶數(shù)個“1”。

　　(5)RS-232C的電氣特性：負邏輯。

　　A、在TxD和RxD上：邏輯1為-3V～-15V，邏輯0為3V～15V。

　　B、在TES、CTS、DTR、DCD等控制線上：

　　信號有效(ON狀態(tài))為3V～15V

　　信號無效(OFF狀態(tài))為-3V～-15V

　　(6)TTL標準與RS-232C標準之間的電平轉(zhuǎn)換利用集成芯片RS232實現(xiàn)。

　　(7)RS-422串行通信接口

　　A、RS-422是一種單機發(fā)送、多機接收的單向、平衡傳輸規(guī)范，傳輸速率可達10Mb/s。

　　B、RS-422采用差分傳輸方式，也稱做平衡傳輸，使用一對雙絞線。

　　C、RS-422需要一終端電阻，要求其阻值約等于傳輸電纜的特性阻抗。

　　(8)RS-485串行總線接口

　　A、RS-485是在RS-422的基礎(chǔ)上建立的標準，增加了多點、雙向通信能力，通信距離可為幾十米到上千米。

　　B、RS-485收發(fā)器采用平衡發(fā)送和差分接收，具有抑制共模干擾的能力。

　　C、RS-485需要兩個終端電阻。在近距離(300m一下)傳輸可不需要終端電阻。

　　12、并行接口

　　(1)并行接口的數(shù)據(jù)傳輸率比串行接口快8倍，標準并行接口的數(shù)據(jù)傳輸率為1Mb/s，一般用來連接打印機、掃描儀等，所以又稱打印口。

　　(2)并行接口可以分為SPP(標準并口)、EPP(增強型并口)和ECP(擴展型并口)。

　　(3)并行總線分為標準和非標準兩類。常用的并行標準總線有IEEE 488總線和ANSI SCSI總線。MXI總線是一種高性能非標準的通用多用戶并行總線。

　　13、PCI接口

　　(1)PCI總線是地址、數(shù)據(jù)多路復(fù)用的高性能32位和64位總線，是微處理器與外圍控制部件、外圍附加板之間的互連機構(gòu)。

　　(2)從數(shù)據(jù)寬度上看，PCI定義了32位數(shù)據(jù)總線，且可擴展為64位。從總線速度上分，有33MHz和66MHz兩種。

　　(3)與ISA總線相比，PCI總線的地址總線與數(shù)據(jù)總線分時復(fù)用，支持即插即用、中斷共享等功能。

　　14、USB接口

　　(1)USB總線的主要特點：

　　A、使用簡單，即插即用。

　　B、每個USB系統(tǒng)中都有主機，這個USB網(wǎng)絡(luò)中最多可以連接127個設(shè)備。

　　C、應(yīng)用范圍廣，支持多個設(shè)備同時操作。

　　D、低成本的電纜和連接器，使用統(tǒng)一的4引腳插頭。

　　E、較強的糾錯能力。

　　F、較低的協(xié)議開銷帶來了高的總線性能，且適合于低成本外設(shè)的開發(fā)。

　　G、支持主機與設(shè)備之間的多數(shù)據(jù)流和多消息流傳輸，且支持同步和異步傳輸類型。

　　H、總線供電，能為設(shè)備提供5V/100mA的供電。

　　(2)USB系統(tǒng)由3部分來描述：USB主機、USB設(shè)備和USB互連。

　　(3)USB總線支持的數(shù)據(jù)傳輸率有3種：高速信令位傳輸率為480Mb/s;全速信令位傳輸率為12Mb/s;全速信令位傳輸率為1.5Mb/s。

　　(4)USB總線電纜有4根線：一對雙絞信號線和一對電源線。

　　(5)USB是一種查詢總線，由主控制器啟動所有的數(shù)據(jù)傳輸。USB上所掛接的外設(shè)通過由主機調(diào)度的、基于令牌的協(xié)議來共享USB帶寬。

　　(6)大部分總線事務(wù)涉及3個包的傳輸：

　　A、令牌包：指示總線上要執(zhí)行什么事務(wù)，欲尋址的USB設(shè)備及數(shù)據(jù)傳送方向。

　　B、數(shù)據(jù)包：傳輸數(shù)據(jù)或指示它沒有數(shù)據(jù)要傳輸。

　　C、握手包：指示傳輸是否成功。

　　(7)主機與設(shè)備端點之間的USB數(shù)據(jù)傳輸模型被稱作管道。管道有兩種類型：流和消息。消息數(shù)據(jù)具有USB定義的結(jié)構(gòu)，而數(shù)據(jù)流沒有。

　　(8)事務(wù)調(diào)度表允許對某些流管道進行流量控制，在硬件級，通過使用NAK(否認)握手信號來調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)傳輸率，以防止緩沖區(qū)上溢或下溢產(chǎn)生。

　　(9)USB設(shè)備最大的特點是即插即用。

　　(10)工作原理：USB設(shè)備插入USB端點時，主機都通過默認地址0與設(shè)備的端點0進行通信。在這個過程中，主機發(fā)出一系列試圖得到描述符的標準請求，通過這些請求，主機得到所有感興趣的設(shè)備信息，從而知道了設(shè)備的情況以及該如何與設(shè)備通信。隨后主機通過發(fā)出Set Address請求為設(shè)備設(shè)置一個唯一的地址。以后主機就通過為設(shè)備設(shè)置好的地址與設(shè)備通信，而不再使用默認地址0。

　　15、SPI接口

　　(1)SPI是一個同步協(xié)議接口，所有的傳輸都參照一個共同的時鐘，這個同步時鐘有主機產(chǎn)生，接收數(shù)據(jù)的外設(shè)使用時鐘來對串行比特流的接收進行同步化。

　　(2)在多個設(shè)備連接到主機的同一個SPI接口時，主機通過從設(shè)備的片選引腳來選擇。

　　(3)SPI主要使用4個信號：主機輸出/從機輸入(MOSI)，主機輸入/從機輸出(MISO)、串行時鐘SCLK和外設(shè)片選CS。

　　(4)主機和外設(shè)都包含一個串行移位寄存器，主機通過向它的SPI串行寄存器寫入一個字節(jié)來發(fā)起一次數(shù)據(jù)傳輸。寄存器通過MOSI信號線將字節(jié)傳送給外設(shè)，外設(shè)也將自己移位寄存器中的內(nèi)容通過MISO信號線返回給主機，這樣，兩個移位寄存器中的內(nèi)容就被交換了。

　　(5)外設(shè)的寫操作和讀操作時同步完成的，因此SPI成為一個很有效的協(xié)議。

　　(6)如果只是進行寫操作，主機只需忽略收到的字節(jié);反過來，如果主機要讀取外設(shè)的一個字節(jié)，就必須發(fā)送一個空字節(jié)來引發(fā)從機的傳輸。

　　16、IIC接口

　　(1)IIC總線是具備總線仲裁和高低速設(shè)備同步等功能的高性能多主機總線。

　　(2)IIC總線上需要兩條線：串行數(shù)據(jù)線SDA和串行時鐘線SCL。

　　(3)總線上的每個器件都有唯一的地址以供識別，而且各器件都可以作為一個發(fā)送器或者接收器(由器件的功能決定)。

　　(4)IIC總線有4種操作模式：主發(fā)送、主接收、從發(fā)送、從接收。

　　(5)IIC在傳送數(shù)據(jù)過程******有3種類型信號：

　　A、開始信號：SCL為低電平時，SDA由高向低跳變。

　　B、結(jié)束信號：SCL為低電平時，SDA由低向高跳變。

　　C、應(yīng)答信號：接收方在收到8位數(shù)據(jù)后，在第9個脈沖向發(fā)送方發(fā)出特點的低電平。

　　(6)主器件發(fā)送一個開始信號后，它還會立即送出一個從地址，來通知將與它進行數(shù)據(jù)通信的從器件。1個字節(jié)的地址包括7位地址信息和1位傳輸方向指示位，如果第7位為0，表示要進行一個寫操作，如果為1，表示要進行一個讀操作。

　　(7)SDA線上傳輸?shù)拿總€字節(jié)長度都是8位，每次傳輸種字節(jié)的數(shù)量沒有限制的。在開始信號后面的第一個字節(jié)是地址域，之后每個傳輸字節(jié)后面都有一個應(yīng)答位(ACK)，傳輸中串行數(shù)據(jù)的MSB(字節(jié)高位)首先發(fā)送。

　　(8)如果數(shù)據(jù)接收方無法再接收更多的數(shù)據(jù)，它可以通過將SCL保持低電平來中斷傳輸，這樣可以迫使數(shù)據(jù)發(fā)送方等待，直到SCL被重新釋放。這樣可以達到高低速設(shè)備同步。

　　(9)IIC總線的工作過程：SDA和SCL都是雙向的�？臻e的時候，SDA和SCL都是高電平，只有SDA變?yōu)榈碗娖�，接著SCL再變?yōu)榈碗娖剑琁IC總線的數(shù)據(jù)傳輸才開始。SDA線上被傳輸?shù)拿恳晃辉赟CL的上升沿被采樣，該位必須一直保持有效到SCL再次變?yōu)榈碗娖�，然后SDA就在SCL再次變?yōu)楦唠娖街皞鬏斚乱粋€位。最后，SCL變回高電平，接著SDA也變?yōu)楦唠娖�，表示�?shù)據(jù)傳輸結(jié)束。

　　17、以太網(wǎng)接口

　　(1)最常用的以太網(wǎng)協(xié)議是IEEE802.3標準。

　　(2)傳輸編碼(06和07年都有******)：曼徹斯特編碼和差分曼徹斯特編碼。

　　A、曼徹斯特編碼：每位中間有一個電平跳變，從高到底的跳變表示“0”，從低到高的跳變表示為“1”。

　　B、差分曼徹斯特編碼：每位中間有一個電平跳變，利用每個碼元開始時有無跳變來表示“0”或“1”，有跳變?yōu)?ldquo;0”，無跳變?yōu)?ldquo;1”。

　　(3)相比之下，曼徹斯特編碼編碼簡單，差分曼徹斯特編碼提供更好的噪聲抑制性能。

　　(4)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸特點：

　　A、所有數(shù)據(jù)位的傳輸由低位開始，傳輸?shù)奈涣鲿r用曼徹斯特編碼。

　　B、以太網(wǎng)是基于沖突檢測的總線復(fù)用方法，由硬件自動執(zhí)行。

　　C、傳輸?shù)臄?shù)據(jù)長度，目的地址DA+源地址SA+類型字段TYPE+數(shù)據(jù)段DATA+填充位PAD，最小為60B，最大為1514B。

　　D、通常以太網(wǎng)卡可以接收3種地址的數(shù)據(jù)：廣播地址、多播地址、自己的地址。

　　E、任何兩個網(wǎng)卡的物理地址都不一樣，是世界上唯一的，網(wǎng)卡地址由專門機構(gòu)分配。

　　(5)嵌入式以太網(wǎng)接口有兩種實現(xiàn)方法：

　　A、嵌入式處理器+網(wǎng)卡芯片(例如：RTL8019AS、CS8900等)

　　B、帶有以太網(wǎng)接口的處理器。

　　(6)TCP/IP是一個分層協(xié)議，分為：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。每層實現(xiàn)一個明確的功能，對應(yīng)一個或幾個傳輸協(xié)議，每層相對于它的下層都作為一個獨立的數(shù)據(jù)包來實現(xiàn)。每層上的協(xié)議如下：

　　A、應(yīng)用層：BSD套接字。

　　B、傳輸層：TCP、UDP。

　　C、網(wǎng)絡(luò)層：IP、ARP、ICMP、IGMP

　　D、數(shù)據(jù)鏈路層：IEEE802.3 Ethernet MAC

　　E、物理層：二進制比特流。

　　(7)ARP(地址解析協(xié)議)

　　A、網(wǎng)絡(luò)層用32位的地址來標識不同的主機(即IP地址)，而鏈路層使用48位的物理地址(MAC)來標識不同的以太網(wǎng)或令牌網(wǎng)接口。

　　B、ARP功能：實現(xiàn)從IP地址到對應(yīng)物理地址的轉(zhuǎn)換。

　　(8)ICMP(網(wǎng)絡(luò)控制報文協(xié)議)

　　A、IP層用它來與其他主機或路由器交換錯誤報文和其他重要控制信息。

　　B、ICMP報文是在IP數(shù)據(jù)包內(nèi)被傳輸?shù)摹?/p>

　　C、網(wǎng)絡(luò)診斷工具ping和traceroute其實就是ICMP協(xié)議。

　　(9)IP(網(wǎng)際協(xié)議)

　　A、IP工作在網(wǎng)絡(luò)層，是TCP/IP協(xié)議族中最為核心的協(xié)議。

　　B、所有的TCP、UDP、ICMP及IGMP數(shù)據(jù)都以IP數(shù)據(jù)包格式傳輸。

　　C、TTL(生存時間字段)：指定了IP數(shù)據(jù)包的生存時間(數(shù)據(jù)包可以經(jīng)過的路由器數(shù))。

　　D、IP提供不可靠、無連接的數(shù)據(jù)包傳送服務(wù)，高效、靈活。

　　a、不可靠：它不能保證數(shù)據(jù)包能成功到達目的地，任何要求的可靠性必須由上層來提供(如TCP)。如果發(fā)生某種錯誤，IP有一個簡單的錯誤處理算法--丟棄該數(shù)據(jù)包，然后發(fā)送ICMP消息報給信源端。

　　b、無連接：IP不維護任何關(guān)于后續(xù)數(shù)據(jù)包的狀態(tài)信息。每個數(shù)據(jù)包的處理都是相互獨立的。IP數(shù)據(jù)包可以不按順序接收，

　　(10)TCP(傳輸控制協(xié)議)

　　TCP協(xié)議是一個面向連接的可靠的傳輸層協(xié)議，它為兩臺主機提供高可靠性的端到端數(shù)據(jù)通信。

　　(11)UDP(用戶數(shù)據(jù)包協(xié)議)

　　UDP協(xié)議是一種無連接不可靠的傳輸層協(xié)議，它不保證數(shù)據(jù)包能到達目的地，可靠性有應(yīng)用層來提供。UDP協(xié)議開銷少，和TCP相比更適合于應(yīng)用在低端的嵌入式領(lǐng)域中。

　　(12)端口：TCP和UDP采用16位端口號來識別上層的用戶，即應(yīng)用層協(xié)議，例如FTP服務(wù)的TCP端口號都是21，Telnet服務(wù)的TCP端口號都是23，TFTP服務(wù)的UDP端口號都是69。

　　18、CAN總線接口

　　(1)CAN(Control Area Network，控制器局域網(wǎng))總線是一種多主方式的串行通信總線，是國際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場總線之一，最初被用于汽車環(huán)境中的電子控制網(wǎng)絡(luò)。一個CAN總線構(gòu)成的單一網(wǎng)絡(luò)中，理想情況下可以掛接任意多個節(jié)點，實際應(yīng)用中節(jié)點數(shù)據(jù)受網(wǎng)絡(luò)硬件的電氣特性所限制。

　　(2)總線信號使用差分電壓傳送。兩條信號線被稱為CAN_H和CAN_L，靜態(tài)是均為2.5V左右，此時狀態(tài)表示邏輯1，也可以叫做“隱性”。用CAN_H比CAN_L高表示邏輯0，稱為“顯性”，此時，通常電壓值為CAN_H=3.5V和CAN_L=1.5V。

　　(3)當(dāng)“顯性”和“隱性”位同時發(fā)送的時候，最后總線數(shù)值將為“顯性”這種特性為CAN總線的仲裁奠定了基礎(chǔ)。

　　(4)CAN總線的一個位時間可以分成4個部分：同步段、傳播時間段、相位緩沖段1和相位緩沖段2。

　　(5)CAN總線的數(shù)據(jù)幀有兩種格式：標準格式和擴展格式。包括：幀起始、仲裁場、控制場、數(shù)據(jù)場、CRC場、ACK場和幀結(jié)束。

　　(6)CAN總線硬件接口包括：CAN總線控制器和CAN收發(fā)器。CAN控制器主要完成時序邏輯轉(zhuǎn)換等工作，例如菲利普的SJA1000。CAN收發(fā)器是CAN總線的物理層芯片，實現(xiàn)TTL電平到CAN總線電平特性的轉(zhuǎn)換，例如TJA1050。

　　19、xDSL接口

　　(1)xDSL(數(shù)字用戶線路)技術(shù)是，在現(xiàn)有用戶電話線兩側(cè)同時接入專用的DSL調(diào)制解調(diào)設(shè)備，在用戶線上利用數(shù)字數(shù)字信號高頻帶寬較寬的特性直接采用數(shù)字信號傳輸，省去中間的A/D轉(zhuǎn)換，突破了模擬信號傳輸極限速率為56KB/s的閑置。

　　(2)DSL技術(shù)主要分為對稱和非對稱兩大類。

　　(3)對成xDSL更適合于企業(yè)點對點連接應(yīng)用，例如文件傳輸、視頻會議等收發(fā)數(shù)據(jù)量大致相同的工作。

　　(4)ASDL是近年發(fā)展的另一種寬帶接入技術(shù)，是利用雙絞銅線向用戶提供兩個方向上速率不對稱的寬帶信息業(yè)務(wù)。

　　(5)ADSL在一對電話線上同時傳送一路高速下行數(shù)據(jù)、一路較低速率上行數(shù)據(jù)、一路模擬電話。各信號之間采用頻分復(fù)用方式占用不同頻帶，低頻段傳送話音;中間窄頻帶傳送上行信道數(shù)據(jù)及控制信息;其余高頻段傳送下行信道數(shù)據(jù)、圖像或高速數(shù)據(jù)。

　　20、WLAN接口

　　(1)WLAN(Wireless Local Area Network)是利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的，是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它以無線多址通道作為傳輸媒介，提供有線局域網(wǎng)的功能。

　　(2)WLAN的標準：主要是針對物理層和媒質(zhì)訪問控制層(MAC層)，涉及到所有使用的無線頻率范圍、控制接口通信協(xié)議等技術(shù)規(guī)范與技術(shù)標準。

　　A、IEEE 802.11：定義了物理層和MAC層規(guī)范，工作在2.4～2.4835GHz頻段，最高速率為2Mb/s，是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標準。

　　B、IEEE 802.11b：工作在2.4～2.4835GHz頻段，最高速率為11Mb/s，傳輸距離50～150inch。采用點對點模式和基本模式兩種運行模式。在數(shù)據(jù)傳輸速率方面可以根據(jù)實際情況在11Mb/s、5.5Mb/s、2 Mb/s、1 Mb/s的不同速率間自動切換。

　　C、IEEE 802.11a：工作在5.15～8.825GHz頻段，最高速率為54Mb/s/72Mb/s，傳輸距離10～100m。

　　D、IEEE 802.11g：混合標準，擁有EEE 802.11a的傳輸速率，安全性較EEE 802.11b好，采用兩種調(diào)制方式，做到與EEE 802.11a和EEE 802.11b兼容。

　　(3)WLAN有兩種網(wǎng)絡(luò)類型：對等網(wǎng)絡(luò)和基礎(chǔ)機構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。

　　21、藍牙接口

　　(1)藍牙技術(shù)的目的：使特定的移動電話、便鞋式電腦以及各種便攜通信設(shè)備的主機之間近距離內(nèi)實現(xiàn)無縫的資源共享。

　　(2)藍牙技術(shù)的實質(zhì)內(nèi)容是要建立通用的無線空中接口及其控制軟件的公開標準。其工作頻段為全球通用的2.4GHz ISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段，其數(shù)據(jù)傳輸速率為1Mb/s，采用時分雙工方案來實現(xiàn)全雙工傳輸，其理想的連接范圍為10cm～10m。

　　(3)藍牙基帶協(xié)議是電路交換和分組交換的結(jié)合。

　　(4)藍牙技術(shù)特點：

　　A、傳輸距離短，工作距離在10m以內(nèi)。

　　B、采用跳頻擴頻技術(shù)。

　　C、采用時分復(fù)用多路訪問技術(shù)，有效地避免了“碰撞”和“隱藏終端”等問題。

　　D、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

　　E、語言支持。

　　F、糾錯技術(shù)，其采用的是FEC(前向糾錯)方案。

　　(5)藍牙接口由3大單元組成：無線單元、基帶單元、鏈路管理與控制單元。

　　22、1394接口

　　(1)1394作為一種標準總線，可以在不同的工業(yè)設(shè)備之間架起一座溝通的橋梁，在一條總線上可以接入63個設(shè)備。

　　(2)IEEE 1394的特點：