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[经验] 嵌入式知识及接口技术总结

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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2017-9-21 16:54:12 |显示全部楼层
    6D/A接口基本
    1D/A转换器使将数字量转换为模拟量。
    2)在集成电路中,通常采用T型网络实现将数字量转换为模拟电流,再由运算放大器将模拟电路转换为模拟电压。进行D/A转换实际上需要上面的两个环节。
    3D/A转换器的分类:
    A、电压输出型:常作为高速D/A转换器。
    B、电流输出型:一般外接运算放大器使用。
    C、乘算型:可用作调制器和使输入信号数字化地衰减。
    4D/A转换器的主要指标:分辨率、建立时间、线性度、转换精度、温度系数。
    7、键盘接口
    1)键盘的两种形式:线性键盘和矩阵键盘。
    2)识别键盘上的闭合键通常有两种方法:行扫描法和行反转法。
    3)行扫描法是矩阵键盘按键常用的识别方法,此方法分为两步进行:
    A、识别键盘哪一列的键被按下:让所有行线均为低电平,查询各列线电平是否为低,如果有列线为低,则说明该列有按键被按下,否则说明无按键按下。
    B、如果某列有按键按下,识别键盘是哪一行按下:逐行置低电平,并置其余各行为高电平,查询各列的变化,如果列电平变为低电平,则可确定此行此列交叉点处按键被按下。
    8、显示接口
    1LCD的基本原理是,通过给不同的液晶单元供电,控制其光线的通过与否,从而达到显示的目的。
    2LCD的光源提供方式有两种:投射式和反射式。笔记本电脑的LCD显示器为投射式,屏的背后有一个光源,因此外界环境可以不需要光源。一般微控制器上使用的LCD为反射式,需要外界提供电源,靠反射光来工作。电致发光(EL)是液晶屏提供光源的一种方式。
    3)按照液晶驱动方式分类,常见的LCD可以分为三类:扭转向列类(TN)、超扭曲向列型(STN)和薄膜晶体管型(TFT)。
    4)市面上出售的LCD有两种类型:带有驱动电路的LCD显示模块,只要总线方式驱动;没有驱动电路的LCD显示器,使用控制器扫描方式。
    5)通常,LCD控制器工作的时候,通过DMA请求总线,直接通过SDRAM控制器读取SDRAM中指定地址(显示缓冲区)的数据,此数据经过LCD控制器转换成液晶屏扫描数据格式,直接驱动液晶显示器。
    6VGA接口本质上是一个模拟接口,一般都采用统一的15引脚接口,包括2NC信号、3根显示器数据总线、5GND信号、3RGB色彩分量、1个行同步信号和1个场同步信号。其色彩分量采用的电平标准为EIA定义的RS343标准。
    9、触摸屏接口
    1)按工作原理分,触摸屏可以分为:表面声波屏、电容屏、电阻屏和红外屏几种。
    2)触摸屏的控制采用专业芯片,例如ADS7843
    10、音频接口
    1)基本原理:麦克风输入的数据经音频编解码器解码完成A/D转换,解码后的音频数据通过音频控制器送入DSPCPU进行相应的处理,然后数据经音频控制器发送给音频编码器,经编码D/A转换后由扬声器输出。
    2)数字音频的格式有多种,最常用的是下面三种:
    A、采用数字音频(PCM):是CDDVD采用的数据格式。其采样频率为44.1kHz。精度为16位时,PCM音频数据速率为1.41Mb/s;精度为32位时为2.42 Mb/s。一张700MBCD可以保存大约60分钟的16PCM数据格式的音乐信盈达嵌入式企鹅要妖气呜呜吧久零就要
    BMPEG3音频(MP3):MP3播放器采用的音频格式。立体声MP3数据速率为112kb/s128kb/s
    CATSC数字音频压缩标准(AC3):数字TVHDTV和电影数字音频编码标准,立体声AC3编码后的数据速率为192kb/s
    3IIS是音频数据的编码或解码常用的串行音频数字接口。IIS总线只处理声音数据,其他控制信号等则需要单独传输。IIS使用了3根串行总线:数据线SD、字段选择线WS、时钟信号线SCK
    4)当接收方和发送方的数据字段宽度不一样时,发送方不考虑接收方的数据字段宽度。如果发送方发送的数据字段小于系统字段宽度,就在低位补0;如果发送方的数据宽度大于接收方的宽度,则超过LSB的部分被截断。字段选择WS用来选择左右声道,WS=0表示选择左声道;WS=1表示选择右声道。此外,WS能让接收设备存储前一个字节,并准备接收下一个字节。
    11、串行接口
    1)串行通信是指,使数据一位一位地进行传输而实现的通信。与并行通信相比,串行通信具有传输线少、成本低等优点,特别适合远距离传送;缺点使速度慢。
    2)串行数据传送有3种基本的通信模式:单工、半双工、全双工。
    3)串行通信在信息格式上可以分为2种方式:同步通信和异步通信。
    A、异步传输:把每个字符当作独立的信息来传输,并按照一固定且预定的时序传送,但在字符之间却取决于字符与字符的任意时序。异步通信时,字符是一帧一帧传送的,每帧字符的传送靠起始位来同步。一帧数据的各个代码间间隔是固定的,而相邻两帧数据其时间间隔是不固定的。
    B、同步传输:同步方式不仅在字符之间是同步的,而且在字符与字符之间的时序仍然是同步的,即同步方式是将许多字符******成一字符块后,在每块信息之前要加上12个同步字符,字符块之后再加入适当的错误检测数据才传送出去。
    4)异步通信必须遵循3项规定:
    A、字符格式:起始位+数据+校验位+停止位(检验位可无),低位先传送。
    B、波特率:每秒传送的位数。
    C、校验位:奇偶检验。
    a、奇校验:要使字符加上校验位有奇数个“1”
    b、偶检验:要使字符加上校验位有偶数个“1”
    5RS232C的电气特性:负逻辑。
    A、在TxDRxD上:逻辑1为-3V~-15V,逻辑03V15V
    B、在TESCTSDTRDCD等控制线上:
    信号有效(ON状态)为3V15V
    信号无效(OFF状态)为-3V~-15V
    6TTL标准与RS-232C标准之间的电平转换利用集成芯片RS232实现。
    7RS-422串行通信接口
    ARS-422是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范,传输速率可达10Mb/s
    BRS-422采用差分传输方式,也称做平衡传输,使用一对双绞线。
    CRS-422需要一终端电阻,要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。
    8RS-485串行总线接口
    ARS-485是在RS-422的基础上建立的标准,增加了多点、双向通信能力,通信距离可为几十米到上千米。
    BRS-485收发器采用平衡发送和差分接收,具有抑制共模干扰的能力。
    CRS-485需要两个终端电阻。在近距离(300m一下)传输可不需要终端电阻。
    12、并行接口
    1)并行接口的数据传输率比串行接口快8倍,标准并行接口的数据传输率为1Mb/s,一般用来连接打印机、扫描仪等,所以又称打印口。
    2)并行接口可以分为SPP(标准并口)、EPP(增强型并口)和ECP(扩展型并口)。
    3)并行总线分为标准和非标准两类。常用的并行标准总线有IEEE 488总线和ANSI SCSI总线。MXI总线是一种高性能非标准的通用多用户并行总线。
    13PCI接口
    1PCI总线是地址、数据多路复用的高性能32位和64位总线,是微处理器与外围控制部件、外围附加板之间的互连机构。
    2)从数据宽度上看,PCI定义了32位数据总线,且可扩展为64位。从总线速度上分,有33MHz66MHz两种。
    3)与ISA总线相比,PCI总线的地址总线与数据总线分时复用,支持即插即用、中断共享等功能。
    14USB接口
    1USB总线的主要特点:
    A、使用简单,即插即用。
    B、每个USB系统中都有主机,这个USB网络中最多可以连接127个设备。
    C、应用范围广,支持多个设备同时操作。
    D、低成本的电缆和连接器,使用统一的4引脚插头。
    E、较强的纠错能力。
    F、较低的协议开销带来了高的总线性能,且适合于低成本外设的开发。
    G、支持主机与设备之间的多数据流和多消息流传输,且支持同步和异步传输类型。
    H、总线供电,能为设备提供5V/100mA的供电。
    2USB系统由3部分来描述:USB主机、USB设备和USB互连。
    3USB总线支持的数据传输率有3种:高速信令位传输率为480Mb/s;全速信令位传输率为12Mb/s;全速信令位传输率为1.5Mb/s
    4USB总线电缆有4根线:一对双绞信号线和一对电源线。
    5USB是一种查询总线,由主控制器启动所有的数据传输。USB上所挂接的外设通过由主机调度的、基于令牌的协议来共享USB带宽。
    6)大部分总线事务涉及3个包的传输:
    A、令牌包:指示总线上要执行什么事务,欲寻址的USB设备及数据传送方向。
    B、数据包:传输数据或指示它没有数据要传输。
    C、握手包:指示传输是否成功。
    7)主机与设备端点之间的USB数据传输模型被称作管道。管道有两种类型:流和消息。消息数据具有USB定义的结构,而数据流没有。
    8)事务调度表允许对某些流管道进行流量控制,在硬件级,通过使用NAK(否认)握手信号来调节数据传输率,以防止缓冲区上溢或下溢产生。
    9USB设备最大的特点是即插即用。
    10)工作原理:USB设备插入USB端点时,主机都通过默认地址0与设备的端点0进行通信。在这个过程中,主机发出一系列试图得到描述符的标准请求,通过这些请求,主机得到所有感兴趣的设备信息,从而知道了设备的情况以及该如何与设备通信。随后主机通过发出Set Address请求为设备设置一个唯一的地址。以后主机就通过为设备设置好的地址与设备通信,而不再使用默认地址0
    15SPI接口
    1SPI是一个同步协议接口,所有的传输都参照一个共同的时钟,这个同步时钟有主机产生,接收数据的外设使用时钟来对串行比特流的接收进行同步化。
    2)在多个设备连接到主机的同一个SPI接口时,主机通过从设备的片选引脚来选择。
    3SPI主要使用4个信号:主机输出/从机输入(MOSI),主机输入/从机输出(MISO)、串行时钟SCLK和外设片选CS
    4)主机和外设都包含一个串行移位寄存器,主机通过向它的SPI串行寄存器写入一个字节来发起一次数据传输。寄存器通过MOSI信号线将字节传送给外设,外设也将自己移位寄存器中的内容通过MISO信号线返回给主机,这样,两个移位寄存器中的内容就被交换了。
    5)外设的写操作和读操作时同步完成的,因此SPI成为一个很有效的协议。
    6)如果只是进行写操作,主机只需忽略收到的字节;反过来,如果主机要读取外设的一个字节,就必须发送一个空字节来引发从机的传输。

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