【正文】 翥 37 2. 串行外設(shè)接口 ——SPI 是一種三線同步串行總線。 ? 時鐘線 SCK：由主機(jī)控制； ? 主機(jī)輸入 /從機(jī)輸出線 MISO； ? 主機(jī)輸出 /從機(jī)輸入線 MOSI。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 38 2. 串行外設(shè)接口 ——SPI 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 39 3. 串行單總線接口 ——I2C 是一種兩線同步串行總線。 ? 時鐘線 SCL：由主機(jī)控制； ? 雙向數(shù)據(jù)線 SDA。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 40 3. 串行總線接口技術(shù) ——I2C 是一種兩線同步串行總線。 ? 時鐘線 SCL：由主機(jī)控制； ? 雙向數(shù)據(jù)線 SDA。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 41 4. 串行總線接口技術(shù) ——1Wire （ 1） 1Wire概述 1Wire單總線是 Maxim全資子公司 Dallas的一項(xiàng)專利技術(shù)，采用的單總線既傳輸時鐘、且傳輸雙向數(shù)據(jù)。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 42 4. 串行總線接口技術(shù) ——1Wire （ 2） 1Wire的操作 1）寫操作 單總線通信協(xié)議中存在兩種寫時隙：寫“ 0”寫“ 1”。 主機(jī)采用寫“ 1”時隙向從機(jī)寫入“ 1”，而寫“ 0”時隙向從機(jī)寫入“ 0”。所有寫時隙至少要 60us，且在兩次獨(dú)立的寫時隙之間至少要 1us的恢復(fù)時間。兩種寫時隙均起始于主機(jī)拉低數(shù)據(jù)總線。 寫“ 0”時隙的方式：在主機(jī)拉低后，只需要在整個時隙間保持低電平即可（至少 60us）；寫“ 1”時隙的方式：主機(jī)拉低總線后，接著必須在 15us之內(nèi)釋放總線，由上拉電阻將總線拉至高電平。 在寫時隙開始后 15~60us期間，單總線器件采樣總電平狀態(tài)。如果在此期間采樣值為高電平，則邏輯“ 1”被寫入器件；如果為“ 0”，寫入邏輯“ 0”。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 43 4. 串行總線接口技術(shù) ——1Wire （ 2） 1Wire的操作 1）寫操作 寫時隙： 60uS~120uS； 兩次“寫”恢復(fù)時間： 1us； 兩種寫時隙均起始于主機(jī)拉低數(shù)據(jù)總線； 寫“ 0”時隙的方式：拉低后，整個時隙間保持低電平； 寫“ 1”時隙的方式：拉低后，必須在 15us之內(nèi)釋放總線，由上拉電阻將總線拉至高電平； 寫開始后 15~60us期間，如果在此期間采樣值為“ 1”，則邏輯“ 1”被寫入器件；如果為“ 0”，寫入邏輯“ 0”。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 44 4. 串行總線接口技術(shù) ——1Wire （ 2） 1Wire的操作 2）讀操作 單總線器件僅在主機(jī)發(fā)出讀時隙時，才向主機(jī)傳輸數(shù)據(jù)。所有主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，必須馬上產(chǎn)生讀時隙，以便從機(jī)能夠傳輸數(shù)據(jù)。所有讀時隙至少需要 60us，且在兩次獨(dú)立的讀時隙之間至少需要 1us恢復(fù)時間。每個讀時隙都由主機(jī)發(fā)起至少拉低總線1us。在主機(jī)發(fā)出讀時隙后，單總線器件才開始在總線上發(fā)送 1或 0。 若從機(jī)發(fā)送 1，則保持總線為高電平；若發(fā)出 0，則拉低總線。 當(dāng)發(fā)送 0時，從機(jī)在讀時隙結(jié)束后釋放總線，由上拉電阻將總線拉回至空閑高電平狀態(tài)。從機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)在起始時隙之后，保持有效時間 15us，因此主機(jī)在讀時隙期間必須釋放總線，并且在時隙起始后的 15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 45 4. 串行總線接口技術(shù) ——1Wire （ 2） 1Wire的操作 2）讀操作 主機(jī)發(fā)出讀數(shù)據(jù)命令后，馬上產(chǎn)生讀時隙，讀時隙至少需要 60us； 兩次獨(dú)立的讀時隙之間至少需要 1us恢復(fù)時間； 每個讀時隙都由主機(jī)發(fā)起至少拉低總線 1us； 若從機(jī)發(fā)送 1，則保持總線為高電平；若發(fā)出 0，則拉低總線； 從機(jī)發(fā)出的數(shù)據(jù)在起始時隙之后，保持有效時間 15us； 主機(jī)在讀時隙期間必須釋放總線，并且在時隙起始后的 15us之內(nèi)采樣總線狀態(tài)。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 46 4. 串行總線接口技術(shù) ——1Wire （ 2） 1Wire的操作 3）單總線通信的初始化 單總線上所有的通信都是以初始化序列開始的，初始化序列包括主機(jī)發(fā)出的復(fù)位脈沖及從機(jī)的應(yīng)答脈沖，這一過程如圖所示，黑色實(shí)線代表系統(tǒng)主機(jī)拉低總線，灰色實(shí)線代表從機(jī)拉低總線，而黑色的虛線則代表上拉電阻將總線拉高。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 47 4. 串行總線接口技術(shù) ——1Wire （ 2） 1Wire的操作 3）單總線通信的初始化 主設(shè)備發(fā)出復(fù)位脈沖是一個 480~960us的低電平，然后釋放總線進(jìn)入接收狀態(tài)，時間約為 15~60us，接受端設(shè)備開始檢測 IO引腳上的下降沿以及監(jiān)視脈沖的到來，主設(shè)備處于這種狀態(tài)下的時間至少480us；從設(shè)備接收到主設(shè)備發(fā)出的復(fù)位脈沖后，向總線發(fā)出一個應(yīng)答脈沖，表示從設(shè)備已準(zhǔn)備好，可根據(jù)各種命令發(fā)送或接收數(shù)據(jù)。通常情況下，器件等待 15~60us即可發(fā)送應(yīng)答脈沖。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 48 5. 其他總線技術(shù)及總線協(xié)議簡介 （ 1） CAN總線技術(shù) CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò) (Controller Area Network, CAN)的簡稱，由研發(fā)和生產(chǎn)汽車電子產(chǎn)品著稱的德國 BOSCH公司開發(fā)并最終成為國際標(biāo)準(zhǔn)，它是一種有效支持分布式控制或?qū)崟r控制的串行通信網(wǎng)絡(luò)。 特點(diǎn)： 1）多主控制：總線空閑時，所有單元都可以發(fā)送消息。最先訪問總線的單元可獲得發(fā)送全（ CSMA/CA），多個單元同時開始發(fā)送時，發(fā)送最高級別 D消息的單元可獲得發(fā)送權(quán)； 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 49 5. 其他總線技術(shù)及總線協(xié)議簡介 （ 1） CAN總線技術(shù) 特點(diǎn)： 2）系統(tǒng)的柔軟性：與總線連接的單元沒有類似于地址的消息，所以當(dāng)總線增加單元時，連接在總線上的其他單元軟硬件及應(yīng)用層不需要改變； 3）通信速度與通信距離：一個系統(tǒng)中的所有單元通信速度要一直，CAN通信距離可達(dá)到 10km，但是要與通信速度匹配； 4）總線單元個數(shù)：理論上講，可連接的單元個數(shù)沒有限制，但是個數(shù)受通信速度、電氣負(fù)載、時間延遲限制。 7 測控網(wǎng)絡(luò)與數(shù)字通信技術(shù) 授課教師：王 翥 50 5. 其他總線技術(shù)及總線協(xié)議簡介 （ 2） MBUS 儀表總線（ Meter Bus， MBus）是一種新型總線結(jié)構(gòu)， MBus主要特點(diǎn)是兩條無極性傳輸線來同時供電和傳輸串行數(shù)