分类： Android平台
2017-02-16 16:32:09
一、UART/COM
1.1 引论说明：
嵌入式里面说的串口，一般是指UART口， 但是我们经常搞不清楚它和COM口的区别, 以及RS232, TTL等关系, 实际上UART,COM指的物理接口形式(硬件), 而TTL、RS-232是指的电平标准(电信号).
UART有4个pin（VCC, GND, RX, TX）, 用的TTL电平, 低电平为0(0V)，高电平为1（3.3V或以上）。
COM口是我们台式机上面常用的口(下图)，9个pin， 用的RS232电平, 它是负逻辑电平，它定义+5~+12V为低电平，而-12~-5V为高电平
详细的说：
UART的特征
一般uart控制器在嵌入式系统里面都做在cpu一起，像飞思卡尔的IMX6芯片就是这样，有多个uart控制器。
引脚介绍（COM口比较多pin，但是常用的也是这几个）：
VCC：供电pin，一般是3.3v，在我们的板子上没有过电保护，这个pin一般不接更安全
GND：接地pin，有的时候rx接受数据有问题，就要接上这个pin，一般也可不接
RX：接收数据pin
TX：发送数据pin，我之前碰到串口只能收数据，不能发数据问题，经baidu，原来是设置了流控制，取消就可以了，适用于putty,SecureCRT
在调试的时候, 多数情况下我们只引出rx，tx即可. 比如调试gps模块, IC数据直接通过uart上报，我就直接用了两个线连出了rx，tx，连上串口转USB小板, 电脑从串口直接获取数据，这样跳过了开发板，了gps的数据有没有问题.
使用方法：
我们常用UART口进行调试，但是UART的数据要传到电脑上分析就要匹配电脑的接口，通常我们电脑使用接口有COM口和USB口（最终在电脑上是一个虚拟的COM口），但是要想连上这两种接口都要需要进行硬件接口转换和电平转换。
如果连接电脑COM口， 需要一个类似下图的转换小板， 它实现了TTL电平和RS232电平互转, 我之前使用过, 但是现在很少用了。
如果要连接USB接口， 需要类似下面的小板， 它实现了TTL电平和USB电平的转换, 这种使用的较多。
电路图和连接如下， 通常上面有个专门转换芯片[ PL2303、CP2102]。
总结
1、串口、COM口是指的物理接口形式(硬件)。而TTL、RS-232、RS-485是指的电平标准(电信号)，这个一定要清楚。
2、接设备的时候，一般只接GND RX TX。不会接Vcc或者+3.3v的电源线，避免与目标设备上的供电冲突。
3、PL2303、CP2102芯片是 USB 转 TTL串口 的芯片，用USB来扩展串口(TTL电平)
4、MAX232芯片是 TTL电平与RS232电平的专用双向转换芯片，可以TTL转RS-232，也可以RS-232转TTL。
5、TTL标准是低电平为0，高电平为1（+5V电平）。RS-232标准是正电平为0，负电平为1（±15V电平）。
6、RS-485与RS-232类似，但是采用差分信号负逻辑。这里略过不讲
1.2 通常硬件电路连接示意图
1.2 通信协议
将传输数据的每个字符一位接一位地传输。
起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。
数据位：紧接着起始位之后。数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。
奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料传送的正确性。
停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。
空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。
波特率：数据传输的速率。有以下几个档位：300、600、1200、2400、4800、9600、19200、38400、43000、56000、57600、115200.当然也可以自定义。在数据传输和接收双方，需要预先统一波特率，以便正确的传输数据。
二、IIC 总线
I2C (Inter-Integrated Circuit)。其拥有一根数据线SDA和一根时钟线SCL。其总线通过上拉电阻与电源相连接。每个接到I2C总线上的器件都有唯一的地址。其中，主动发起操作的一方为主机，另外一方为从机。
1.1 电路示意图
1.2 数据传输
当没有数据传输的时候，两根总线都为高电平；当采集IIC上的数据时，其时钟线SCL必须是高电平且SDA的数据必须保持稳定不变---将SDA的电平与SCL的高电平进行“与”操作后，以便确定SDA上是1还是0；在SCL为低电平的时候，SDA上的数据可以进行跳变。
数据传输开始时，需要发送一个起始信号；数据传输结束后，需要发送一个终止信号；每8bit数据传输结束，都需要一个ACK。起止信号都有Master发出，而ACK则可能由Master或者SLAVE来发出。数据的传输采用大端传输。
开始信号：SCL为高电平，SDA的电平由高跳到低表示开始信号。
终止信号：SCL为高电平，SDA的电平由低跳到高表示终止信号。
1.3 数据协议
1.4 I2C读写流程
三、SPI总线
SPI（Serial Peripheral Interface）是一种串行串行同步通讯协议，由一个主设备和一个或多个从设备组成。其拥有四根(类)硬脚引线，分别为 SDI（串行数据输入），SDO（串行数据输出），SCK（串行移位时钟），CS（片选）。因为一个主设备可以挂多个从设备，则通过片选引脚对从设备进行选择。从设备的工作时钟则是来自于主设备的SCK线。
1.1 电路示意图
1.2 数据的传输
SPI在数据传输的时候，需要确定两件事情：其一，数据是在时钟的上升沿采集还是下降沿采集；其二，时钟的初始(空闲)状态是为高电平还是低电平。而I2C的空闲状态，时钟线为高电平；数据采集的时候，时钟线也为高电平。但SPI给出了更自由的方式。
CPOL：时钟极性, 表示 SPI 在空闲时, 时钟信号是高电平还是低电平。
CPHA：时钟相位, 表示 SPI 设备是在 SCK 管脚上的时钟信号变为上升沿时触发数据采样, 还是在时钟信号变为下降沿时触发数据采样。
那么，SPI CPOL有两种可能，CPHA有两种可能，则SPI数据传输就有四种可能---按照标准的说法，SPI数据传输就有四种模式。
1.3 SPI读写
SPI在硬件设计上采用的双数据线制，根据设计，在SPI通信过程中，主从设备之间会形成一个数据环形链路---也即是，主设备向从设备写一次数据，从设备就会回一次数据(至于该从设备回复的数据是否有效，则另当别论---如果有效，主设备就把它读入；如果无效，则丢弃即可)。
