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嵌入式系统基础及知识及接口技术总结

wangjimima  发表于 2017/9/20 15:35:18      210 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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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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