I/O接口和外部通信接口——嵌入式系统 GPIO/IIC/SPI/UART/USB/HDMI/RS-232/RS-485/CAN

I/O接口:GPIO、IIC、SPI、UART、USB、HDMI

(1)GPIO

        通用输入输出接口,General Purpose Input Output, GPIO。

        输出引脚的两个上下拉二极管具有输入保护作用,一旦输入信号高于VDD或低于VSS,则通过二极管使引脚信号被钳位在VDD和VSS之间,保护了引脚内部相关部件。

        (输入引脚的电平不能超过电源电压的范围)。

        上拉:引脚对电源接一100kΩ左右的电阻;

        下拉:引脚对地接一100kΩ左右的电阻;

(2)IIC

        集成电路互连总线接口(Inter IC):串行半双工传输总线,连接嵌入式处理器及其外围器件。

        支持器件:LCD驱动器、Flash存储器

(3)SPI

        串行外设接口,同步串行外设接口。

        支持SPI接口的外围设备:Flash ROM、RAM、ADC、MCU、网络控制器等。

(4)UART

        通用异步收发器,Universal Asynchronous Receiver/Transmitter

        全双工串行异步通信接口。仅限于板间或芯片间通信,1m。

(5)USB

        通用串行总线 Universal Serial Bus。

        USB集线器最多可连接127个USB设备。

        每个外设线缆长度可达5m。

        4根信号线,D+/D-差分信号线、电源线、地线。

        采用半双工差分方式。

        USB2.0的速度:480Mb/s=60MB/s;

        USB3.0的速度:5Gb/s=5*1024M/8 B/s=640MB/s;

        

        USB OTG(On The Go)

(6)HDMI

        高清晰度多媒体接口,High Definition Multimedia Interface, HDMI,

        一种数字化音频/视频接口,适合影像传输。19针。

        HDMI最远可达15m,DVI的线缆长度不能超过8m。

嵌入式系统的外部通信接口:RS-232/RS-485等

        ——RS-232/RS-485接口、CAN总线接口、以太网通信接口、无线通信接口(GPS/北斗/GPRS/WiFi/蓝牙/射频)

(1)标准的RS-232连接器DB9,

        RS-232电平转换接口电路:将UART电平转换成RS-232电平,通信距离可达15m。

        RS-232采用负逻辑传输。逻辑0:+3V~+15V,逻辑1:-15V~-3V。

(2)RS-485接口

        RS-485采用差分信号传输方式,因此具有很强的抗共模干扰能力,传输距离可达1200m。

        RS-485互连是同名端互连,A与A相连,B与B相连,差分传输无需公共地。

        RS-485的缺点:不能构成多主系统,即同一时刻不能有两个或两个以上系统(设备)处于发送状态。

(3)CAN总线接口

        对于实时性要求很强的工业控制系统,CAN总线接口抗干扰能力强、传输距离远、适应多主系统。

        差分传输,可构成多主多从系统,即同一时刻允许多个主从机同时进行数据传输。

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