5Последовательный обмен данными. Лабораторная работа №10

5.1Краткий обзор последовательных «стандартных» интерфейсов МК.

Все МК имеют набор стандартных интерфейсов последовательного обмена данными. Исторически первым интерфейсом является универсальный приёмо-передатчик (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter) [1], который реализует базовую логику обмена данными по стандартам EIA RS-232-C, EIA-422-B, EIA RS-485.

Интерфейс UART часто используется для реализации связи по COM-порту, также может использоваться для связи нескольких МК и организации сетевого обмена данными.

В начале 80-х компания Philips разработала интерфейс I2C (он же IIC или TWI в документации фирмы Atmel). Сокращение расшифровывается как «Inter-Integrated Circuit», т.е. интерфейс для передачи данных между микросхемами (а не модулями или блоками).

Интерфейс SPI (Serial Peripheral Interface Bus ) также предназначен для обмена данными между микросхемами. Изначально он был придуман компанией Motorola, а в настоящее время используется в продукции многих производителей.

Интерфейсы SPI и I2C нашли широкое применение в различных микросхемах, таких как ЦАП, АЦП, память (Flash, EEPROM, FRAM, MRAM, ШИМ-контроллеры….), таймеры реального времени (RTC) и др. и применяются для расширения функциональных возможностей микропроцессорной техники или для возможности программного управления током, напряжением, потребляемой мощностью….

Любой интерфейс в МК реализуется посредством отдельного устройства — контролера. Хотя любой из этих интерфейсов можно, при большом желании, реализовать программно. Так же необходимо отметить тенденцию унификации, когда в одном блоке реализуется сразу несколько интерфейсов, например USI в МК AVR фирмы Atmel.

В изучаемом Вами МК контроллер SSP (Synchronous Serial Port) реализует несколько сходных протоколов:

−интерфейс SPI фирмы Motorola;

−интерфейс SSI фирмы Texas Instruments;

−интерфейс Microwire фирмы National Semiconductor.

5.1.1Базовые понятия последовательной передачи данных

Интерфейс - совокупность возможностей взаимодействия двух систем, устройств или программ, определённая их характеристиками, характеристиками соединения, сигналов обмена и т. п. Совокупность унифицированных технических и программных средств и правил (описаний, соглашений, протоколов), обеспечивающих взаимодействие устройств и/или программ в вычислительной системе или сопряжение между системами [1].

Протокол (передачи данных) - набор соглашений интерфейса логического уровня, которые определяют обмен данными между различными программами. Эти соглашения задают единообразный способ передачи сообщений и обработки ошибок при взаимодействии программного обеспечения разнесённой в пространстве аппаратуры, соединённой тем или иным интерфейсом.

Сеть (вычислительная) - система связи компьютеров или компьютерного оборудования (серверы, маршрутизаторы и другое оборудование). Для передачи информации могут быть использованы различные физические явления, как правило — различные виды электрических сигналов, световых сигналов или электромагнитного излучения.

Семиуровневая модель OSI - Для единого представления данных в сетях с неоднородными устройствами и программным обеспечением международная организация по