[ERRO] Predavanje: Komunikacija s mikroupravljačem 8.12.2016

KOMUNIKACIJE

Tehničko veleučilište u Zagrebu

Elektrotehnički odjel

Stipe Predanić

8.12.2016

Elektronička računala i računalna oprema

14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 2

Serijska komunikacija

● UART i USART

– Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver and Transmitter (USART)

● Sinkrona i asinkrona komunikacija, varijabilne brzine i duljine poruke

– Universal Asynchronous serial Receiver and Transmitter (UART)

● Asinkrona komunikacija, fiksne brzine (baud rate) i duljine poruke

● Dvije žice – RX (primanje) i TX (slanje)

– Razlika?● USART ima dodatni signal koji je clock (XCK – external clock)

koji sinkronizira kad je poslan koji bit i koliko on traje.





● UART i USART rade na naponu mikroupravljača (često 5V)

● Standardni serijski protokoli su:

– RS232

– RS485

● Oni koriste istu ideju, ali:

– su naponske razine drugačije● RS232 koristi -15 do +15V● RS485 koristi simetričnu linije

– Imaju dodatne linije i opcije poput handshakea i kontrole toka


RS232

RTS – Request to sendCTS – Clear to sendDSR – Data set readyDTR – Data terminal readyCD – Carrier Detect


RS485

● Koristi se u industriji za veće udaljenosti (čak i do kilometra) jer je otporniji na greške

– Koristi napone od 0 do 5 V ali simetrično na dvije linije (kad je linija A na 0, onda je linija B na 5V i obrnuto) – ne treba masu već se gleda razlika potencijala između linija


I2C

● Inter-integrated circuit sabirnica

● Razvio Philips

● Sinkrona, half-duplex, multimaster-slave sabirnica

● Koristi se za spajanje mnogih komponenti i senzora

● 3 brzine

– Sporo (do 100Kbps)

– Brzo (400Kbps)

– Vrlo brzo (preko 1Mbps)

● Duljina sabirnice je jako mala, do metra (unutar uređaja)

● Sabirnica ima samo dvije žice, a svaki element je adresabilan


I2C

● Dvije linije, SDA (data) i SCL (clock)


I2C


I2C – s adresiranjem


SPI

● Sinkrona full duplex master slave sabirnica

● Osnovu izradila Motorola

● 4 linije:

– DATA IN (Master Output Slave Input)

– DATA OUT (Master Input Slave Output)

– CLOCK

– CS (chip select)

● Sabirnica je jeftina i jednostavna, koristi se na manjim udaljenostima (do metra)

– Nedostatak: nema adresiranja već svaki element ima vlastitu CS liniju


SPI


1-wire

● Sabirnica koju je osmislila tvrtka Dallas

– I u osnovi je samo oni i koriste● Ali su proizvođači mnogih komponenti

● Zahtjeva samo jednu "podatkovnu" liniju, komponente i mikroupravljač moraju imati i zajedničku masu

● Half duplex sabirnica, master slave konfiguracija

– Komponente imaju adrese

● Kako nema clocka, logička 1 i 0 su definirane vremenskom duljinom signala

● Sabirnica može biti dulja, neki komponente su pasivne (dobivaju napon s podatkovne linije), ali je sve skupa dosta sporije od I2C i SPI


1-wire


CAN

● Controller Area Network

● Originalno napravljeno u Boschu, za potrebe automobilske industrije

– Različiti senzori u vozilu mogu komunicirati jedni s drugima

– Svaki ima svoju adresu (identifikator, 11 ili 29 bita)

● Danas se upotrebljava i u industriji

● Omogućuje jednostavnu "mrežu" različitih elemenata

– Najveća brzina: 1Mbit/s

● Sama mreža može biti kompleksna, te mnogi proizvođači imaju mikroupravljače koji imaju ugrađen CAN controller

– Mreža se brine za retransmisiju podataka, provjeru ispravnosti paketa i slično


CAN


Ostali oblici komunikacije

● USB

– Poznati protokol, mnogi moderni mikroupravljači hardverski podržavaju USB

– 2 podatkovne linije (Data + i Data -) te 2 linije za napajanje (Vcc (5V) i GND)

● Ethernet

– Poznati mrežni protokol

– Nužne su 4 linije (2 TX, 2 RX) za 10 i 100Mbps

– Mnogi 32 bitni mikroupravljači hardverski podržavaju Ethernet

– 8 bitni mikroupravljači trebaju dodatni chip

● Bežične komunikacije

– Xbee, Zigbee, nrf24, WiFi

– Postoje mikroupravljači s direktnom podrškom za ove protokole, ali većinom se koriste dodatni chipovi koji olakšavaju rad.

Education

[ERRO] Predavanje: Komunikacija s mikroupravljačem 8.12.2016