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对CAN、USART、SPI、SCI等常见总线的简单介绍

时期:2022-05-17 00:44 点击数:
本文摘要:OFweek电子工程网任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备相连,但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU必要相连,那么连线将不会错综复杂,甚至难以实现。为了修改硬件电路设计、修改系统结构,常用一组线路,配备以必要的模块电路,与各部件和外围设备相连,这两组共用的相连线路被称作总线。 使用总线结构便于部件和设备的扩展,特别是在制订了统一的总线标准则更容易使有所不同设备间构建点对点。 微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。

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OFweek电子工程网任何一个微处理器都要与一定数量的部件和外围设备相连,但如果将各部件和每一种外围设备都分别用一组线路与CPU必要相连,那么连线将不会错综复杂,甚至难以实现。为了修改硬件电路设计、修改系统结构,常用一组线路,配备以必要的模块电路,与各部件和外围设备相连,这两组共用的相连线路被称作总线。

使用总线结构便于部件和设备的扩展,特别是在制订了统一的总线标准则更容易使有所不同设备间构建点对点。  微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线。内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线,用作芯片一级的点对点;而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线,用作插件板一级的点对点;外部总线则是微机和外部设备之间的总线,微机作为一种设备,通过该总线和其他设备展开信息与数据交换,它用作设备一级的点对点。

  另外,从广义上说道,计算机通信方式可以分成分段通信和串行通信,适当的通信总线被称作分段总线和串行总线。分段通信速度快、实时性好,但由于闲置的口线多,不适合于小型化产品;而串行通信速率虽较低,但在数据通信吞吐量不是相当大的微处置电路中则变得更为简陋、便利、灵活性。串行通信一般可分成异步模式和实时模式。

  随着微电子技术和计算机技术的发展,总线技术也在大大地发展和完备,而使计算机总线技术种类多样,各具特色。下面仅有对微机各类总线中目前较为风行的总线技术分别加以讲解。  一、内部总线  1.I2C总线  I2C(Inter-IC)总线10多年前由Philips公司发售,是近年来在微电子通信掌控领域普遍使用的一种新型总线标准。

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它是实时通信的一种类似形式,具备模块线较少,掌控方式修改,器件PCB形式小,通信速率较高等优点。在主从通信中,可以有多个I2C总线器件同时收到I2C总线上,通过地址来辨识通信对象。

  2.SPI总线  串行外围设备模块SPI(serialperipheralinterface)总线技术是Motorola公司发售的一种实时串行接口。Motorola公司生产的绝大多数MCU(微控制器)都备有SPI硬件模块,如68系列MCU。SPI总线是一种三线同步总线,因其硬件功能很强,所以,与SPI有关的软件就非常非常简单,使CPU有更加多的时间处置其他事务。  3.SCI总线  串行通信接口SCI(serialcommunicationinterface)也是由Motorola公司发售的。

它是一种标准化异步通信接口UART,与MCS-51的异步通信功能基本相同。  4.CAN总线  归属于现场总线的范畴,它是一种有效地反对分布式掌控或实时控制的串行通信网络。较之目前许多RS-485基于R线建构的分布式控制系统而言,基于CAN总线的分布式控制系统在以下方面具备显著的优越性。只有2根线与外部连接,并且内部构建了错误观测和管理模块。

  二、系统总线  1.ISA总线  ISA(industrialstandardarchitecture)总线标准是IBM公司1984年为发售PC/AT机而创建的系统总线标准,所以也叫AT总线。它是对XT总线的拓展,以适应环境8/16位数据总线拒绝。它在80286至80486时代应用于十分普遍,以至于现在Cyrix机中还保有有ISA总线插槽。

ISA总线有98只插槽。  2.EISA总线  EISA总线是1988年由Compaq等9家公司联合推出的总线标准。

它是在ISA总线的基础上用于双层插座,在原本ISA总线的98条信号线上又减少了98条信号线,也就是在两条ISA信号线之间加到一条EISA信号线。在简单中,EISA总线几乎相容ISA总线信号。  3.VESA总线  VESA(videoelectronicsstandardassociation)总线是1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线,全称为VL(VESAlocalbus)总线。

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它的发售为微机系统总线体系结构的革新奠下了基础。该总线系统考虑到CPU与主存和Cache的必要连接,一般来说把这部分总线称作CPU总线或主总线,其他设备通过VL总线与CPU总线连接,所以VL总线被称作局部总线。

它定义了32位数据线,且可通过扩展槽扩展到64位,用于33MHz时钟频率,仅次于传输率约132MB/s,可与CPU实时工作。是一种高速、高效的局部总线,可反对386SX、386DX、486SX、486DX及Cyrix微处理器。  4.PCI总线  PCI(peripheralcomponentinterconnect)总线是当前最风行的总线之一,它是由Intel公司发售的一种局部总线。

它定义了32位数据总线,且可拓展为64位。PCI总线主板插槽的体积比原ISA总线插槽还小,其功能比VESA、ISA有很大的提高,反对脑溢血读写操作,仅次于传输速率平均132MB/s,可同时反对多组外围设备。PCI局部总线无法相容现有的ISA、EISA、MCA(microchannelarchitecture)总线,但它不受限于处理器,是基于Cyrix等新一代微处理器而发展的总线。

  5.CompactPCI  以上所列出的几种系统总线一般都用作商用PC机中,在计算机系统总线中,还有另众多类为适应环境工业现场环境而设计的系统总线,比如STD总线、VME总线、PC/104总线等。这里仅有讲解当前工业计算机的热门总线之一CompactPCI。  CompactPCI的意思是扎实的PCI,是当今第一个使用无源总线底板结构的PCI系统,是PCI总线的电气和软件标准特欧式卡的工业装配标准,是当今近期的一种工业计算机标准。

CompactPCI是在原本PCI总线基础上改建而来,它利用PCI的优点,获取符合工业环境应用于拒绝的高性能核心系统,同时还考虑到充分利用传统的总线产品,如ISA、STD、VME或PC/104来扩展系统的I/O和其他功能。  三、外部总线  1.RS-232-C总线  RS-232-C是美国电子工业协会EIA(ElectronicIndustryAssociation)制订的一种串行物理接口标准。RS是英文引荐标准的简写,232为标识号,C回应改动次数。

RS-232-C总线标准另设25条信号线,还包括一个主通道和一个辅助地下通道,在多数情况下主要用于主通道,对于一般双工通信,仅有须要几条信号线就可实现,如一条发送到线、一条接管线及一条地线。


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