串行通信有哪些應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)？

單片機(jī)的串口可以使單片機(jī)與單片機(jī)、單片機(jī)與電腦、單片機(jī)與各式各樣的模塊互相通信，極大地?cái)U(kuò)展了單片機(jī)的應(yīng)用范圍，增強(qiáng)了單片機(jī)系統(tǒng)的硬件實(shí)力。簡(jiǎn)單雙向串口通信有兩根通信線(發(fā)送端TX和接收端RX);TX與RX要交叉連接;當(dāng)只需單向的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以只接一根通信線;當(dāng)電平標(biāo)準(zhǔn)不一致時(shí)，需要加電平轉(zhuǎn)換芯片。

串行通信有多種應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，常見(jiàn)的有以下幾種：

RS-232：這是個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用最廣泛的串行通信標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用于連接調(diào)制解調(diào)器、鼠標(biāo)、打印機(jī)等設(shè)備。RS-232標(biāo)準(zhǔn)，全名為“數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)和數(shù)據(jù)通信設(shè)備(DCE)之間串行二進(jìn)制數(shù)據(jù)交換接口技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)”，是由美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)(EIA)聯(lián)合貝爾系統(tǒng)公司、調(diào)制解調(diào)器廠家及計(jì)算機(jī)終端生產(chǎn)廠家于1970年共同制定的。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定采用一個(gè)25個(gè)腳的DB25連接器，對(duì)連接器的每個(gè)引腳的信號(hào)內(nèi)容加以規(guī)定，還對(duì)各種信號(hào)的電平加以規(guī)定。

RS-232接口標(biāo)準(zhǔn)出現(xiàn)較早，難免有不足之處，主要有以下四點(diǎn)：

接口的信號(hào)電平值較高，易損壞接口電路的芯片，又因?yàn)榕cTTL電平不兼容故需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。

傳輸速率較低，在異步傳輸時(shí)，波特率為20Kbps。

接口使用一根信號(hào)線和一根信號(hào)返回線而構(gòu)成共地的傳輸形式，這種共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾，所以抗噪聲干擾性弱。

傳輸距離有限，最大傳輸距離標(biāo)準(zhǔn)值為50英尺，實(shí)際上也只能用在50米左右。

V.35：通常用于調(diào)制解調(diào)器到復(fù)用器之間的通信，可以同時(shí)利用多個(gè)電話電路的帶寬，適合高速同步數(shù)據(jù)交換。

V.35是通用終端接口的規(guī)定，它規(guī)定了60-108kHz群帶寬線路進(jìn)行48Kbps同步數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼{(diào)制解調(diào)器的標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)中并未詳細(xì)規(guī)定終端接口的機(jī)械特性，但由于48Kbps-64Kbps的美國(guó)Bell規(guī)格調(diào)制解調(diào)器的普及，34引腳的ISO2593被廣泛采用。在進(jìn)行模擬傳輸時(shí)，使用的音頻調(diào)制解調(diào)器的電氣條件為V.28(不平衡電流環(huán)互連電路)，而進(jìn)行寬頻帶調(diào)制解調(diào)器傳輸時(shí)，則使用平衡電流環(huán)電路。

SPI：這是一種通用的串行通信標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的連接。SPI(Serial Peripheral Interface)即串行外設(shè)接口，是 Motorola 公司推出的一種同步串行接口技術(shù)，是一種高速的，全雙工，同步的通信總線。它并沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，所以應(yīng)用時(shí)需要仔細(xì)核對(duì)主機(jī)、從機(jī)器件規(guī)格，根據(jù)具體需要來(lái)選擇使用哪種規(guī)格的SPI標(biāo)準(zhǔn)。

SPI包括四種常見(jiàn)標(biāo)準(zhǔn)：

3線制標(biāo)準(zhǔn)：包括SCLK、SDI、CS，沒(méi)有SCK就沒(méi)有辦法進(jìn)行數(shù)據(jù)同步，沒(méi)有辦法進(jìn)行通信。

4線制標(biāo)準(zhǔn)：包括SCL、SDA、INT、CS，其中INT是中斷信號(hào)，用于數(shù)據(jù)傳輸被INT打斷，微處理器要給予響應(yīng)，傳輸數(shù)據(jù)完畢之后通知另外一端傳輸完畢。

此外，在某些情況下，SPI通信需要使用第五條線(片選信號(hào)線)，它被用來(lái)同時(shí)選中多個(gè)設(shè)備進(jìn)行通信。

I2C：I2C(Inter-Integrated Circuit)是一種串行通信協(xié)議，被廣泛應(yīng)用于微控制器和其它外圍設(shè)備之間的通信。它使用了兩根雙向信號(hào)線，一根是數(shù)據(jù)線SDA，另一根是時(shí)鐘線SCL。每個(gè)連接到I2C總線的設(shè)備都有一個(gè)唯一的地址，通過(guò)地址來(lái)識(shí)別設(shè)備。

I2C總線具有以下特點(diǎn)：

只使用兩條總線線路，一條串行數(shù)據(jù)線(SDA)和一條串行時(shí)鐘線(SCL)。

SDA和SCL都是雙向線路，通過(guò)上拉電阻連接到正的電源電壓。

每個(gè)連接到總線的設(shè)備都可以通過(guò)唯一的地址和一直存在的簡(jiǎn)單的主機(jī)/從機(jī)關(guān)系軟件設(shè)定地址。

它是一個(gè)真正的多主機(jī)總線，如果兩個(gè)或更多主機(jī)同時(shí)初始化數(shù)據(jù)傳輸，可以通過(guò)沖突檢測(cè)和仲裁防止數(shù)據(jù)被破壞。

串行的8位雙向數(shù)據(jù)傳輸位速率在標(biāo)準(zhǔn)模式下可達(dá)100kbit/s，快速模式下可達(dá)400kbit/s，高速模式下可達(dá)3.4Mbit/s。

連接到相同總線的IC數(shù)量只受到總線的最大電容400pF限制。

在使用I2C標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，需要仔細(xì)核實(shí)設(shè)備的兼容性、速率和其他相關(guān)參數(shù)，以保證數(shù)據(jù)的正確傳輸。

USB：USB是一種通用的串行通信標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間的連接。USB支持熱插拔和即插即用，可以同時(shí)連接多個(gè)外設(shè)。USB標(biāo)準(zhǔn)是一種通用的串行通信協(xié)議，被廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)和外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。USB的最新版本是USB 3.1 Gen 2，它有以下特點(diǎn)：

· 傳輸速度快。USB 3.1 Gen 2的數(shù)據(jù)傳輸速度可達(dá)到10Gbps，比之前的USB標(biāo)準(zhǔn)更快。

· 編碼系統(tǒng)更高效。USB 3.1 Gen 2的編碼系統(tǒng)比之前的USB標(biāo)準(zhǔn)更高效，提供了超過(guò)一倍的有效數(shù)據(jù)吞吐率。

· 向下兼容。USB 3.1 Gen 2完全向下兼容于現(xiàn)有的USB連接器和線纜，這意味著它可以與之前的USB設(shè)備無(wú)縫連接。

此外，USB 3.1 Gen 2還被分為三種類型，分別是USB 3.1 Gen 1、USB 3.1 Gen 2和USB 3.1 Gen 2x2。這些類型的數(shù)據(jù)傳輸速度和兼容性略有不同，以滿足不同設(shè)備的需求。