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硬件常用十一种接口.docx

发布时间：2022-06-02 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.54M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    硬件接口汇总 一、SPI (Serial Peripheral Interface) SPI 是 MOTOROLA 公司提出的同步串行总线方式。高速同步串行口。3～4 线接口，收发 独立、可同步进行。 标准 SPI 总线由四根线组成：串行时钟线(SCK)、主机输入/从机输出线 (MISO)。主机输出/从机输入线(MOSI)和片选信号(CS)。有的 SPI 接口芯片带有 中断信号线或没有 MOSI。SPI 总线可以实现多个 SPI 设备互相连接。提供 SPI 串行时钟的 SPI 设备为 SPI 主机或主设备(Master)，其他设备为 SPI 从机或从设 备(Slave)。主从设备间可以实现全双工通信，当有多个从设备时，还可以增加 一条从设备选择线。如果用通用 IO 口模拟 SPI 总线，必须要有一个输出口(SDO)， 一个输入口(SDI)，另一个口则视实现的设备类型而定，如果要实现主从设备， 则需输入输出口，若只实现主设备，则需输出口即可，若只实现从设备，则只需 输入口即可。主要用于短距离传输，传输距离 1 米以内，传输速率可达几 Mbps。 二、I2C (Inter－Integrated Circuit) I2C 由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设 备。 I2C 总线用两条线(SDA 和 SCL)在总线和装置之间传递信息，在微控制器和 外部设备之间进行串行通讯或在主设备和从设备之间的双向数据传送。I2C 是 OD
    输出的，大部分 I2C 都是 2 线的（时钟和数据），一般用来传输控制信号。I2C 是多主控总线，所以任何一个设备都能像主控器一样工作，并控制总线。总线上 每一个设备都有一个独一无二的地址，根据设备它们自己的能力，它们可以作为 发射器或接收器工作。多路微控制器能在同一个 I2C 总线上共存。用于短距离传 输，传输距离一般不超过一米，传输速率由几百 K 到几 Mbps，最高速率比 SPI 低。 设备总线：设备线则是微机和外部设备之间的总线，微机作为一种设备，通 过该总线和其他设备进行信息与数据交换，它用于设备一级的互连。 三、UART 通用异步串行口，按照标准波特率完成双向通讯，速度慢。 UART 是应用于两个设备之间的通信，用两根线作为传输，TX 用于数据输出， RX 用于数据输入。如用单片机做好的设备和计算机的通信。这样的通信可以做 长距离的。UART 速度比上面两者者快,最高达 100K 左右,用与计算机与设备或者 计算机和计算之间通信,但有效范围不会很长,约 10 米左右。 四、I2S（Inter-IC Sound Bus） I2S 是飞利浦公司为数字音频设备之间的音频 数据传输而制定的一种总线 标准。 I2S 则大部分是 3 线的（除了时钟和数据外，还有一个左右声道的选择信号）， I2S 主要用来传输音频信号。如 STB、DVD、MP3 等常用 I2S 标准中，既规定了硬
    件接口规范，也规定了数字音频数据的格式。I2S 有 3 个主要信号：1）串行时 钟 SCLK，也叫位时钟（BCLK），即对应数字音频的每一位数据，SCLK 都有 1 个 脉冲。SCLK 的频率=2×采样频率×采样位数。2）帧时钟 LRCK，(也称 WS)，用 于切换左右声道的数据。LRCK 为“1”表示正在传输的是左声道的数据，为“0” 则表示正在传输的是右声道的数据。LRCK 的频率等于采样频率。3） 串行数据 SDATA，就是用二进制补码表示的音频数据。有时为了使系统间能够更好地同步， 还需要另外传输一个信号 MCLK，称为主时钟，也叫系统时钟（Sys Clock），是 采样频率的 256 倍或 384 倍。 五、SDIO(Secure Digital Input and Output )： SDIO 是 SD 型的扩展接口，除了可以接 SD 卡外，还可以接支持 SDIO 接口的 设备，插口的用途不止是插存储卡。支持 SDIO 接口的 PDA，笔记本电脑等都可 以连接象 GPS 接收器，Wi-Fi 或蓝牙适配器，调制解调器，局域网适配器，条型 码读取器，FM 无线电，电视接收 器，射频身份认证读取器，或者数码相机等等 采用 SD 标准接口的设备。 六、CAN(Controller Area Network) 控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一，同一网络中允许挂接 110 个节点。CAN 可提供高达 1Mbit/s 的数据传输速率，这使实时控制变得非常
    容易。另外，硬件的错误检定特性也增强了 CAN 的抗电磁干扰能力。可以点对点， 一点对多点及全局广播几种传送方式接收数据。直接通信距离最远可达 10km(速 率 4Kbps 以下)。通信速率最高可达 1MB/s(此时距离最长 40m)。 七、RS-485 通讯 RS485 有两线制和四线制两种接线，四线制只能实现点对点的通信方 式，现很少采用，多采用的是两线制接线方式。采用半双工工作方式，支持多点 数据通信。采用平衡发送和差分接收，因此具有抑制共模干扰的能力。 在 RS485 通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机。 很多情况下，连接 RS-485 通信链路时只是简单地用一对双绞线将各个接口的 “A”、“B”端连接起来，而忽略了信号地的连接，这种连接方法在许多场合是 能正常工作的，但却埋下了很大的隐患，原因 1 是共模干扰：RS-485 接口采用 差分方式传输信号方式，并不需要相对于某个参照点来检测信号，系统只需检测 两线之间的电位差就可以了，但容易忽视了收发器有一定的共模电压范围， RS-485 收发器共模电压范围为-7 到+12V，只有满足上述条件，整个网络才能正 常工作；当网络线路中共模电压超出此范围时就会影响通信的稳定可靠，甚至损 坏接口；原因二是 EMI 的问题：发送驱动器输出信号中的共模部分需要一个返回 通路，如没有一个低阻的返回通道（信号地），就会以辐射的形式返回源端，整 个总线就会像一个巨大的天线向外辐射电磁波。 八、USB 1.USB2.0
    USB（Universal Serial Bus2.0，通用串行总线）是一种应用在计算机领域 的新型接口技术。USB 接口具有传输速度更快，支持热插拔以及连接多个设备的 特点。 USB 是一种常用的 PC 接口，只有 4 根线，两根电源两根信号，需要注意的 是千万不要把正负极弄反了，否则会烧掉 USB 设备或者电脑的南桥芯片！四根线 分别是 1-电源 2-数据 3-数据 4-电源，一般的排列方式是：红白绿黑从左到右。 理论上 USB1.1 的传输速度可以达到 12Mbps，而 USB2.0 则可以达到速度 480Mbps， 并且可以向下兼容 USB1.1。 2.USB3.0 从 USB 1.1 的 12Mbps 升级到 USB 2.0 的 480Mbps，提升幅度达到了 40 倍， 而从 USB 2.0 标准升级到 USB 3.0 标准仅为 10 倍。
    九、RJ-45 接口 RJ-45 接口网卡是最为常见的一种网卡，也是应用最广的一种接口类型网 卡。以双绞线为传输介质的以太网中，它的接口类似于常见的电话接口 RJ-11， 但 RJ-45 是 8 芯线，而电话线的接口是 4 芯的，通常只接 2 芯线（ISDN 的电话 线接 4 芯线）。有的在网卡上还自带两个状态批示灯，通过这两个指示灯颜色可 初步判断网卡的工作状态。10/100M 接 4 根线，1、2、3、6 分贝对应 TX+、TX-、 RX+、RX-；100M/1000M 通常接 8 根线，如下图所示。
    十、HDMI 高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface，HDMI [1] ） 是一种全数字化视频和声音发送接口，可以发送未压缩的音频及视频信号。HDMI 可用于机顶盒、DVD 播放机、个人计算机、电视、游戏主机、综合扩大机、数字 音响与电视机等设备。HDMI 可以同时发送音频和视频信号，由于音频和视频信 号采用同一条线材，大大简化系统线路的安装难度。HDMI 的规格书中规定四种 HDMI 接口，分别有：HDMI A Type（总共有 19pin，最大传输规格只能在于 1600 ×1200（TMDS 162.0MHz））、HDMI B Type （总共有 29pin，用于传输高分辨 率（WQXGA 2560×1600 以上））、HDMI C Type（总共有 19pin，主要是用在便 携式设备上，例如 DV、数字相机、便携式多媒体播放机等）、HDMI D Type（总 共有 19pin，可为相机、手机等便携设备带来最高 1080p 的分辨率支持及最快 5GB 的传输速度）。
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