同步串行外设接口总线（SPI）的简介
SPI 库这个库可以让你将Arduino 作为主设备，其他外围设备作为从设备
与主设备以串行方式进行通信及交换信息。同步串行外设接口总线（SPI）的
简介同步串行外设接口总线（SPI）是用于MCU（微控制器）与一个或多个外
围设备进行短距离快速通讯的同步串行数据协议。它也可以用于两个微控制器
之间的通信。SPI 的连接始终是由一个主设备（通常是一个微控制器）来控制
外围设备来进行。通常在所有设备上都有三条线，Master In Slave Out (MISO) - 主设备数据输入，从设备数据输出,Master Out Slave In (MOSI) -主设备数据输出，从设备数据输入,Serial Clock（SCK）-串行时钟，数据传输的时钟基于主处理
器产生的时钟脉冲，Slave Select（SS）-从属选择，从设备的管脚控制信号线，由主设备进行使能控制。当从设备的SS 引脚置为低电平时，它与主设备进行
通信。当从设备的SS 引脚置为高电平时，断开与主设备的通信。因此，SPI 允
许一个主设备和多个从设备进行通信，主设备通过不同的SS 信号线选择不同
的从设备进行通信。给一个新的SPI 设备写程序，你需要注意以下几点：串行
数据传输时，是先传输高位（MSB）还是先传输低位（LSB），这是由
SPI.setBitOrder()函数来控制的。数据时钟SCK 在空闲时，是高电平还是低电平？采样时，是在时钟脉冲的上升沿还是下降沿？这是由SPI.setDataMode() 函数来控制的SPI 是在怎样速度下运行的，即SCLK 提供多大的时钟脉冲使
SPI 运行？这是由SPI.setClockDivider() 函数来控制的。SPI 标准是不严格的，所以每个设备实现功能时稍有不同。这意味着当你写代码时，要特别注意设备
的数据表。一般来说，有三种传输模式。这些模式控制着数据是在SCK 的上
升沿采样，还是在SCK 的下降沿采样（称为时钟相位），时钟信号在空闲时，
是高电平还是低电平（称为时钟极性）。由相位和极性组合得到三种模式。
高速伺服总线及接口在数控行业的发展概况 ——机自14班2110101092 牛善涛在计算机系统中，总线接口对整个系统的性能和功能都有直接影响，有关专家预测，在下一世纪里，串行总线将逐渐取代并行总线。 在数控系统中，个人计算机技术与数控技术越来越紧密地结合，由此而产生的具有开放性的PCNC数控系统，正在取代传统形式的数控系统，并成为市场的主流产品。计算机总线结构的变革，必将影响数控系统的体系结构，串行总线的应用将极大地改变现有的传统数控系统的结构形式。 串行总线的优点： 同并行总线相比，串行总线具有许多优点。串行总线连接引脚数量少，连接简单，成本较低，系统可靠性高。串行总线对系统体系结构具有重大的影响，它的应用有助于数据流计算机体系结构的实现。 对于高速计算机系统，串行总线比并行总线更容易使用。在并行总线中，传输数据的各个位必须处于一个时钟周期内的相同位置，频率越高，对器件的传输性能和电路结构要求越严格，系统设计难度加大，致使系统成本提高，可靠性降低。相比之下，使用串行总线时，数据的各个位是串行传输的。在串行总线设计时，既可以嵌入时钟信号作为同步信号，也可以采用锁相环的时钟恢复方式；同并行总线相比，串行总线的传输线效应比较容易处理，从而降低设计难度和系统成本。 另外，以串行信息包为基础的系统，不需要编写驱动程序。当断开任何一根互连线，对全部信息包进行解码时，串行总线将这些信息包移入存储器并中断处理器，这是一种局部的中断或事件。随后微处理器将查看这些信息包，而不需要用驱动程序进行上述工作。系统将成为一种信息传递系统，而不是事件驱动系统。 外围串行总线方式，如IEEE-1394/火线和USB(通用串行总线)，已能成功应用。某些供应商准备采用某种串行总线方式替代PCI(外围器件互连)系统总线。
串行通信接口典型应用举例 SCI_FLAG .usect ".data0"，1 ;SCI标志寄存器 TXD_PTR .usect ".data0"，8 ;发送的数据存放区 RXD_PTR .usect ".data0"，8 ;接收到的数据存放区 .include "F2407REGS.H" ;引用头部文件 .def _c_int0 ;（1）建立中断向量表 .sect ".vectors" ;定义主向量段 RSVECT B _c_int0 ;PM 0 复位向量 1 INT1 B GISR1 ;PM 2 中断优先级1 4 INT2 B PHANTOM ;PM 4 中断优先级2 5 INT3 B PHANTOM ;PM 6 中断优先级3 6 INT4 B PHANTOM ;PM 8 中断优先级4 7 INT5 B PHANTOM ;PM A中断优先级5 8 INT6 B PHANTOM ;PM C 中断优先级6 9 RESERVED B PHANTOM ;PM E (保留位) 10 SW_INT8 B PHANTOM ;PM 10 用户定义软件中断— … SW_INT31 B PHANTOM ;PM 3E 用户定义软件中断— ;中断子向量入口定义pvecs .sect ".pvecs" ;定义子向量段 PVECTORS B PHANTOM ;保留向量地址偏移量0000h B PHANTOM ;保留向量地址偏移量0001h … B PHANTOM ;保留向量地址偏移量0005h B SCI_RX_ISR ;保留向量地址偏移量0006h SCI接收中断 B PHANTOM ;保留向量地址偏移量0007h … B PHANTOM ;保留向量地址偏移量0041h ;（2）主程序： .text _c_int0 SETC INTM CLRC SXM CLRC OV M CLRC CNF 214
基本的通讯方式有并行通讯和串行通讯两种。 并行通讯：一条信息的各位数据被同时传送的通讯方式称为并行通讯。 并行通讯的特点是：各数据位同时传送，传送速度快、效率高，但有多少数据位就需多少根数据线，因此传送成本高，且只适用于近距离（相距数米）的通讯。 串行通讯：一条信息的各位数据被逐位按顺序传送的通讯方式称为串行通讯。 串行通讯的特点是：数据位传送，传按位顺序进行，最少只需一根传输线即可完成，成本低但送速度慢。串行通讯的距离可以从几米到几千米。 根据信息的传送方向，串行通讯可以进一步分为单工、半双工和全双工三种。信息只能单向传送为单工；信息能双向传送但不能同时双向传送称为半双工；信息能够同时双向传送则称为全双工。 而按照串行数据的时钟控制方式，串行通信又可分为同步通信和异步通信两种方式。 异步通信：接收器和发送器有各自的时钟； 同步通信：发送器和接收器由同一个时钟源控制。 1、异步串行方式的特点 所谓异步通信，是指数据传送以字符为单位，字符与字符间的传送是完全异步的，位与位之间的传送基本上是同步的。异步串行通信的特点可以概括为： ①以字符为单位传送信息。 ②相邻两字符间的间隔是任意长。 ③因为一个字符中的比特位长度有限，所以需要的接收时钟和发送时钟只要相近就可以，不需同步。 ④异步方式特点简单的说就是：字符间异步，字符内部各位同步。 2、异步串行方式的数据格式 异步串行通信的数据格式如图1所示，每个字符（每帧信息）由4个部分组成： ①1位起始位，规定为低电0； ②5～8位数据位，即要传送的有效信息； ③1位奇偶校验位； ④1～2位停止位，规定为高电平1。 3、同步串行方式的特点 所谓同步通信，是指数据传送是以数据块（一组字符）为单位，字符与字符之间、字符内部的位与位之间都同步。同步串行通信的特点可以概括为： ①以数据块为单位传送信息。 ②在一个数据块（信息帧）内，字符与字符间无间隔。 ③因为一次传输的数据块中包含的数据较多，所以接收时钟与发送进钟严格同步，通常要有同步时钟。 4、同步串行方式的数据格式 同步串行通信的数据格式如图2所示，每个数据块（信息帧）由3个部分组成： ①2个同步字符作为一个数据块(信息帧)的起始标志； ②n个连续传送的数据 ③2个字节循环冗余校验码(CRC) 图1 异步串行数据格式图2 同步串行数据格式
三、SPI是英文Serial Peripheral Interface的缩写，中文意思是串行外围设备接口，SPI是Motorola公司推出的一种同步串行通讯方式，是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。 SPI概述 SPI：高速同步串行口。3～4线接口，收发独立、可同步进行. SPI，是英语Serial Peripheral interface的缩写，顾名思义就是串行外围设备接口。是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。SPI接口主要应用在EEPROM，FLASH，实时时钟，AD转换器，还有数字信号处理器和数字信号解码器之间。SPI，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB 的布局上节省空间，提供方便，正是出于这种简单易用的特性，现在越来越多的芯片集成了这种通信协议，比如AT91RM9200. SPI总线系统是一种同步串行外设接口，它可以使MCU与各种外围设备以串行方式进行通信以交换信息。外围设置FLASHRAM、网络控制器、LCD显示驱动器、A/D转换器和MCU等。SPI总线系统可直接与各个厂家生产的多种标准外围器件直接接口，该接口一般使用4条线：串行时钟线（SCK）、主机输入/从机输出数据线MISO、主机输出/从机输入数据线MOSI 和低电平有效的从机选择线SS(有的SPI接口芯片带有中断信号线INT或INT、有的SPI接口芯片没有主机输出/从机输入数据线MOSI)。 SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。 （1）SDO –主设备数据输出，从设备数据输入 （2）SDI –主设备数据输入，从设备数据输出 （3）SCLK –时钟信号，由主设备产生 （4）CS –从设备使能信号，由主设备控制 其中CS是控制芯片是否被选中的，也就是说只有片选信号为预先规定的使能信号时（高电位或低电位），对此芯片的操作才有效。这就允许在同一总线上连接多个SPI设备成为可能。 接下来就负责通讯的3根线了。通讯是通过数据交换完成的，这里先要知道SPI是串行通讯协议，也就是说数据是一位一位的传输的。这就是SCK时钟线存在的原因，由SCK提供时钟脉冲，SDI，SDO则基于此脉冲完成数据传输。数据输出通过SDO 线，数据在时钟上升沿或下降沿时改变，在紧接着的下降沿或上升沿被读取。完成一位数据传输，输入也使用同样原理。这样，在至少8次时钟信号的改变（上沿和下沿为一次），就可以完成8位数据的传输。 要注意的是，SCK信号线只由主设备控制，从设备不能控制信号线。同样，在一个基于SPI的设备中，至少有一个主控设备。这样传输的特点：这样的传输方式有一个优点，与普通的串行通讯不同，普通的串行通讯一次连续传送至少8位数据，而SPI允许数据一位一位的传送，甚至允许暂停，因为SCK时钟线由主控设备控制，当没有时钟跳变时，从设备不采集或传送数据。也就是说，主设备通过对SCK时钟线的控制可以完成对通讯的控制。SPI还是一个数据交换协议：因为SPI的数据输入和输出线独立，所以允许同时完成数据的输入和输出。不同的SPI设备的实现方式不尽相同，主要是数据改变和采集的时间不同，在时钟信号上沿或下沿采集有不同定义，具体请参考相关器件的文档。 在点对点的通信中，SPI接口不需要进行寻址操作，且为全双工通信，显得简单高效。在多个从设备的系统中，每个从设备需要独立的使能信号，硬件上比I2C系统要稍微复杂一些。 最后，SPI接口的一个缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。 AT91RM9200的SPI接口主要由4个引脚构成：SPICLK、MOSI、MISO及/SS，其中SPICLK是整个SPI总线的公用时钟，MOSI、MISO作为主机，从机的输入输出的标志，MOSI是主机的输出，从机的输入，MISO 是主机的输入，从机的输出。/SS是从机的标志管脚，在互相通信的两个SPI总线的器件，/SS管脚的电平低的是从机，相反/SS管脚的电平高的是主机。在一个SPI通信系统中，必须有主机。SPI总线可以配置成单主单从，单主多从，互为主从。 SPI的片选可以扩充选择16个外设,这时PCS输出=NPCS,说NPCS0~3接4-16译码器,这个译码器是需要外接4-16译码器，译码器的输入为NPCS0~3，输出用于16个外设的选择。 [编辑本段] SPI协议举例
习题十一串行接口 11.1 为什么串行接口部件中的4个寄存器可以只用1位地址来进行区分？ 【答】复位后第一次用奇地址端口写入的值送模式寄存器；然后写入同步字符；然后写控制字。 读奇地址则读状态寄存器。所以奇地址对应模式、控制、状态寄存器，通过读写信号和时序来区分。偶地址对应数据输入、输出缓冲器，通过读写信号来区分。 11.2在数据通信系统中，什么情况下可以采用全双工方式，什么情况下可用半双工方式？【答】如果一个数据通信系统中，有两个信道可以采用全双工方式，只有一个信道只能采用半双工方式。 11.3 什么叫同步通信方式？什么叫异步通信方式？它们各有什么优缺点？ 【答】串行通信以同步信息封装的帧为单位传输。 同步通信，一帧可包含多个字符，要求收发双方传输速率严格一致，帧之间填充同步信息以保证发收双方随时同步，通信效率高。 异步通信，一帧只包含一个字符，帧之间为空闲位，每一帧都同步一次，由于帧小，发收双方传输速率允许有一定误差，但通信效率低。 11.4 什么叫波特率因子？什么叫波特率？设波特率因子为64，波特率为1200，那么时钟频率为 多少？ 【答】波特率指码元（波形）传输速率——单位时间内传输的码元个数，单位是Baud。 波特率因子是发送/接收时钟频率与波特率的比值。 时钟频率＝64×1200＝76800Hz 11.5 标准波特率系列指什么？ 【答】标准波特率系列为110，300，600，1200，1800，2400，9600，19200 11.6 设异步传输时，每个字符对应1个超始位、7个信息位、1个奇/偶校验位和1个停止位， 如果波特率为9600，刚每秒能传输的最大字符数为多少个？ 【答】即9600/10=960个 11.7 在RS-232-C标准中，信号电平与TTL电平不兼容，问RS-232-C标准的1和0分别对应什 么电平？RS-232-C的电平和TTL电平之间通常用什么器件进行转换？ 【答】 RS-232-C将-5V—-15V规定为“1”，将+5V—+15V规定为“0”。将TTL电平转换成RS-232-C电平时，中间要用到MC1488器件，反过来，用MC1489器件，将RS232-C电平转换成TTL电平。 11.8 从8251A的编程结构中，可以看到8251A有几个寄存器和外部电路有关？一共要几个端口 地址？为什么 【答】数据发送寄存器、数据接收寄存器，状态寄存器和命令寄存器。一共2个端口地址。数据发送寄存器（只写）和接收寄存器（只读）共用一个端口地址。命令寄存器（只写）和状态寄存器（只读）共用一个端口地址。 11.9 8251A内部有哪些功能模块？其中读/写控制逻辑电路的主要功能是什么？ 【答】8251A有一个数据输入缓冲寄存器和一个数据输出缓冲寄存器，一个发送移位寄存器和一个接收移位寄存器，一个控制寄存器和一个状态寄存器，一个模式寄存器和两个同步字符寄存器等功能模块。读/写控制逻辑电路用来配合数据总线缓冲器工作。其主要功能有：1）接收写信号WR，并将来自数据总线的数据和控制字写入8251A；2）接收读信号RD，并将数据或状态字从8251A送往数据总线；3）接收控制/数据信号C/D，将此信号和读/写信号合起来通知8251A，当前读/写的是数据还是控制字、状态字；4）接收时钟信号CLK，完成8251A的内部定时；5）接收复位信号RESET，使8251A处于空闲状态。 11.10 什么叫异步工作方式？画出异步工作方式时8251A的TxD和RxD线上的数据格式。【答】串行工作方式分为两种类型，一种叫同步方式，另一种叫异步方式。异步工作方式时，两个字符之间的传输间隔是任意的，所以，每个字符的前后都要用一些数位来作同步。在
ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ ．ｉｓｓｎ．１０００－１０２６．２０１２．０９．０１５一种新型基于高速串行通信的多通道同步采样技术 姜 雷，周华良，郑玉平，夏 雨，姚吉文，吴通华 （国网电力科学研究院／南京南瑞集团公司，江苏省南京市２１０００３ ）摘要：微机型高压继电保护装置需要实时采样和处理多通道交流电气量数据，多通道采样数据的 同步性和数据处理的实时性是影响保护性能的２个重要因素。文中针对以往同步采样及数据接口方式进行了改进，提出了一种基于高速串行通信的多通道同步采样技术，硬件上进一步保证数据采 样同步性， 同时提高采样数据传输、存储的快速性和并发性。该技术具有很好的扩展性和高可靠性，可以满足不同微机型高压继电保护装置，尤其是模拟采样回路通道数需求较多的场合，目前已经在某系列微机型高压继电保护装置上得到验证并取得实际工程应用。关键词：继电保护；同步采样；高速串行；多通道 收稿日期：２０１１－０５－２４；修回日期：２０１１－１２－ ２１。０ 引言 现代高压继电保护装置的交流信号分析理论和 保护算法大多建立在交流同步采样基础上［ １－ ４］。因此，同步采样的质量及采样数据处理的实时性对于 实现保护逻辑至关重要，是影响高压继电保护装置保护性能的２个重要因素。不考虑微处理器运算速度，对采样系统来讲采样频率越高、转换速度越快、采样精度越高，越有利于提高保护响应的准确性和快速性。在不增加硬件成本的前提下，采用交流同 步采样技术可提高交流采样的同步性［５－ ６］。然而，如 何改进硬件电路也是必须考虑的问题。继电保护装 置的多通道同步采样往往采用多路选择器和模拟／ 数字（Ａ／Ｄ）转换器组合的方式实现［７］ ，并且多使用并行数字接口方式向数字信号处理器（ＤＳＰ） 传输数据。这种方法固然能够实现同步采样， 但是在模拟采样回路通道数比较多的场合，多路选择器对采样同步性的影响会更加明显，同时Ａ／Ｄ转换器与ＤＳＰ的数据接口通常使用并行总线方式实现，此种接口 在Ａ／Ｄ转换器数量较多时数据传输效率也会降低。因此，研究如何进一步提高采样的同步性以及高效、可靠地获取并传输采样数据对于提高保护性能具有重要意义。针对这一现实技术需求，本文提出了一种新型的基于高速串行通信的多通道同步采样技术，并详细论述了该技术在微机型高压继电保护装置中的设计与实现。实践证明，该技术方法能够保证采样数据的同步性和数据传输的可靠性，提高保护在交流采样方面的处理性能。 １ 基于高速串行通信的多通道同步采样系统总体技术方案 继电保护装置对交流采样设计的基本要求是具有同步性、实时性、多通道和高精度。为了实现这一设计目标，采用现场可编程门阵列（ＦＰＧＡ） 和若干片１６位高精度同步Ａ／Ｄ转换器构成高速串行多通道同步采样系统， 原理框图如图１所示。图１ 基于高速串行通信的多通道同步采样系统 Ｆｉｇ．１ Ｍｕｌｔｉ－ｃｈａｎｎｅｌ ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ｓａｍｐｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄ ｏｎ ｈｉｇｈ－ｓｐ ｅｅｄ ｓｅｒｉａｌ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ此方案中采用的Ａ／Ｄ转换器为ＡＤＩ公司的 １６位、８通道同步采样器件ＡＤ７６０６。此器件内置模拟输入钳位保护、二阶抗混叠滤波器、跟踪保持放 大器、１６位电荷再分配逐次逼近型Ａ／Ｄ转换器，以及灵活的数字滤波器和２．５Ｖ基准电压源、 基准电压缓冲等。ＡＤ７６０６采用５Ｖ单电源供电，可以处理±１０Ｖ和±５Ｖ真双极性输入信号，同时所有通道均能以高达每秒２０万个采样点的吞吐速率采样。其中，输入钳位保护电路可以耐受最高达±１６．５Ｖ 的电压。此Ａ／Ｄ转换器的抗混叠滤波器的３ｄＢ截 — ２８—第３６卷 第９期２０１２年５月１０日Ｖｏｌ．３６ Ｎｏ．９ Ｍａｙ １０，２０１２
串行通信技术SERDES正成为高速接口的主流 串行通信技术SERDES正成为高速接口的主流 2009-08-21 13:44随着对信息流量需求的不断增长，传统并行接口技术成为进一步提高数据传输速率的瓶颈。过去主要用于光纤通信的串行通信技术——SERDES正在取代传统并行总线而成为高速接口技术的主流。本文阐述了介绍SERDES 收发机的组成和设计，并展望了这种高速串行通信技术的广阔应用前景。 ? SERDES是英文SERializer(串行器)/DESerializer(解串器)的简称。它是一种时分多路复用(TDM)、点对点的通信技术，即在发送端多路低速并行信号被转换成高速串行信号，经过传输媒体(光缆或铜线)，最后在接收端高速串行信号重新转换成低速并行信号。这种点对点的串行通信技术充分利用传输媒体的信道容量，减少所需的传输信道和器件引脚数目，从而大大降低通信成本。 ? SERDES技术最早应用于广域网(WAN)通信。国际上存在两种广域网标准：一种是SONET，主要通行于北美；另一种是SDH，主要通行于欧洲。这两种广域网标准制订了不同层次的传输速率。目前万兆(OC-192)广域网已在欧美开始实行，
中国大陆已升级到2.5千兆(OC-48)水平。SERDES技术支持的广域网构成了国际互联网络的骨干网。 ? SERDES技术同样应用于局域网(LAN)通信。因为SERDES 技术主要用来实现ISO模型的物理层，SERDES通常被称之为物理层(PHY)器件。以太网是世界上最流行的局域网，其数据传输速率不断演变。IEEE在2002年通过的万兆以太网标准，把局域网传输速率提高到了广域网的水平，并特意制订了提供局域网和广域网无缝联接的串行WAN PHY。与此同时，SERDES技术也广泛应用于不断升级的存储区域网(SAN)，例如光纤信道。 ? 随着半导体技术的迅速发展，计算机的性能和应用取得了长足进步。可是，传统并行总线技术——PCI却跟不上处理器和存储器的进步而成为提高数据传输速率的瓶颈。新一代PCI标准PCI Express正是为解决计算机IO瓶颈而提出的(见表1)。PCI Express是一种基于SERDES的串行双向通信技术，数据传输速率为2.5G/通道，可多达32通道，支持芯片与芯片和背板与背板之间的通信。国际互联网络和信息技术的兴起促成了计算机和通信技术的交汇，而SERDES串行通信技术逐步取代传统并行总线正是这一交汇的具体体现。
串行接口同步通信协议 [摘要]：接口在微型计算机系统的设计和应用中占有极为重要的地位。在微型计算机系统中，CPU要与存储器和输入/输出设备之间交换信息，这些信息的交换要借助接口来实现。接口是沟通微处理机和外部设备之间的桥梁，它减轻了CPU的负担，使CPU能够充分的发挥任务管理和逻辑判断作用，使CPU和外部设备能更加协调的完成输入/输出工作，从而提高整机的工作效率和系统功能。串行接口是使用串行方式进行数据传输的输入/输出接口，根据在串行通信中数据的定时的不同，串行通信可分为同步通信和异步通信。同步通信中为保证通信的正确，发送装置和接收装置事先必须有一个双方共同遵守的协议，这就是串行接口同步通信协议。 [关键词]：输入/输出接口，串行接口，同步通信，协议，SDLC/HDLC规程 一、串行接口 在计算机领域内，有两种数据传送方式：串行传送和并行传送。并行数据传送中，数据在多条并行1比特宽的传输线上同时由源传送到目的，这种传送方式也称为比特并行或字节串行。串行数据传送中，数据在单条1比特宽的传输线上，1比特1比特
的按顺序分时传送。 串行通信一般使用在计算机与计算机之间、计算机和远程终端之间、终端与终端之间的通信中，传输距离通常从几米到数千公里。与典型设备相关的串行接口，数据传输的速率每秒在0～2百万比特的范围内。串行传输的速率和距离成反比，数据传输速率和距离的关系如图所示。 串行通信接口的信号电平常采用RS-232-C信号电平或20mA电流环路操作方法。 串行数据的发送由发送时钟控制。数据发送过程：把并行的数据序列送入移位寄存器，然后通过移位寄存器由发送时钟触发进行移位输出，数据位的时间间隔可由发送时钟周期来划分。发送时钟、待发送的二进制数据和出现在传输线上的信号波形三者的关系如图所示。
串口基本配置命令 【命令】async mode { protocol | flow | tty | printer | posapp | pos id } 【视图】异步串口视图、AUX 接口视图 【参数】protocol：协议模式。指物理连接建立之后，接口直接采用已有的链路层协 议配置参数建立链路。flow：流模式，也称交互模式。指物理连接建立之后，链路的两端进行交互，主叫端向接收端发送配置命令（与用户从远端手工键入配置命令效果相同），设置接收端的链路层协议工作参数，然后建立链路。一般用于拨号等人机交互的情况下。tty：终端接入方式。当路由器的异步串口用于终端接入服务时，通过此关键字以及相应参数来设置待接入的物理终端和虚终端（VTY）号。 【描述】async mode 命令用来设置异步串口的工作方式。缺省情况下，异步串口工作在协议方式（protocol 方式），AUX 接口缺省工作在流方式（flow）。 【举例】# 设置异步串口工作在流方式。 [Quidway-Serial0]async mode flow 【命令】baudrate baudrate 【视图】串口视图 【参数】baudrate：串口的波特率，单位为bps。对于异步串口取值范围为300～115200，对于同步串口取值范围为1200～2048000。 【描述】baudrate 命令用来设置串口的波特率。缺省情况下，异步串口的缺省波特率为9600 bps，同步串口的缺省波特率为64000 bps。 异步串口支持的波特率有：300 bps、600 bps、1200 bps、2400 bps、4800 bps、9600 bps、19200 bps、38400 bps、57600 bps、115200 bps。 同步串口支持的波特率有：1200 bps、2400 bps、4800 bps、9600 bps、19200 bps、38400 bps、57600bps、64000 bps、72000 bps、115200 bps、128000 bps、384000 bps、2048000bps。 另外同步串口对于不同的物理电气规程，所支持的波特率范围有所不同。 &<048698;&O1472;V.24 DTE/DCE：1200 bps～64000 bps &<048698;&O1472;V.35 DCE/DCE、X.21 DTE/DCE、EIA/TIA-449 DTE/DCE 以及EIA-530 DTE/DCE：1200 bps～2048000 bps 当同/异步串口进行同异步切换时，接口的波特率将恢复为新工作方式下的缺省波特率。 在设置串口波特率时，要注意串口的同异步方式以及外接电缆的电气规程等因素。另外要注意异步串口的波特率只在路由器与Modem 之间起作用，两台Modem 之间的波特率则由它们互相协商确定，因此在异步方式下两端路由器的波特率设置可以不一致；在同步方式下，由DCE 侧路由器决定线路传输的波特率，只需在DCE 侧设定即可。 【举例】# 设置异步串口的波特率为115200 bps。 [Quidway-Serial0]baudrate 115200 【命令】clock { dceclk | dteclk1 | dteclk2 | dteclk3 | dteclk4 } 【视图】串口视图 【参数】无 【描述】clock 命令用来设置同步串口的时钟选择方式。缺省情况下，作为DCE 设备的情况，为DCEclk （即向DTE 设备提供时钟）；作为DTE 设备的情况，为DTEclk3。同步串口有两种工作方式：DTE 和DCE。不同的工作方式有不同的时钟选择。如果同步串口作为DCE 设备，需要向对端DTE 设备提供时钟，这时需要选择DCEclk；如果同步串口作为DTE 设备接受对端DCE 设备提供的时钟，由于同步设备的接收和发送时钟是独立的，则DTE 设备的接收时钟可以选择DCE 设备的发送或接收时钟，而且DTE 设备的发送时钟也可以选择DCE 设备的发送或接收时钟，产生四种组合，即在DTE 侧可以有四种时钟选择。 【举例】# 设置同步串口作为DTE 设备的时钟选择方式为DTEclk2。 [Quidway-Serial0]clock dteclk2
AT91RM9200理器同步串口SSC的特性分析与应用 2008-09-24 嵌入式在线收藏| 打印 1 引言 电信网和因特网是两大网络系统，必然存在两个网络数据或信息的互通问题，例如：VoIP、混合视频会议等新业务。 E1接口和以太网接口分别是电信网和因特网使用最为普遍的接入端口，设计一个嵌入式网关设备，通过这两种端口将两大网络连接起来就显得尤为迫切、重要。本文介绍的AT91RM9200处理器处理能力强、接口丰富，内部集成了同步串口和以太网接口，是嵌入式小型网关控制器的理想选择。 2 AT91RM9200和DS21554 AT91R M9200内部集成了一个ARM920T—ARM Thum b处理器，在180 MH z时钟时运行速度高达200 MI／s；内部有16 KB的数据Cache、16 KB指令Cache、写缓冲区、全功能的MMU(存储器管理单元)；片内带有调试通道的仿真器、16 KB的SRAM和128 KB的ROM，支持SDRAM、SRAM、Burst Flash，无缝连接CompactFlashTM，SmartMediaTM和NAND Flash；增强型的时钟产生器和电源管理控制器，包括周期性中断、看门狗和带有报警中断的实时时钟；带有8个优先级、可单个屏蔽中断源、7个外部中断源和一个快速中断源；122个可编程I／O引脚(多功能复用)；20通道D MA(直接存储器存取)控制器；10／100 Base-T型以太网控制器及介质无关接口MII，全速USB 2.0接口(12 Mb／s，2主1从)，3个同步串行控制器(SSC)，4个通用同步／异步串口(USAR T)，主机／从机串行外设接口(SPI)，两线接口(TWI)，两个3通道16位定时／计数器(TC)。超强的处理能力和丰富的接口使得该处理器广泛应用于各种嵌入式通信和控制系统中，尤其是同步串口和以太网接口，使其可以作为网关设备核心处理器。 电信网中数据以TD M(时分复用)形式传输，采用E1帧结构，相应网络接口包括电气接口和帧结构，符合ITU-T的G.703／G.704 规范或者国标GB7611。DS21554是一个符合该规范的E1成帧器集成电路，内部集成了线路接口和成帧器，其主要性能有：符合规范的完整PCM30／32 E1收发器：内含一个64 KB缓冲器的HDLC控制器；8 bit并行控制器接口；提供随路信令(CAS)、共路信令(CC S)和CRC4帧格式；回环测试功能；HDB3编码的线路接口等。线路接口支持75 Ω同轴电缆或者120 Ω双绞线连接；背板接口可以根据需要在主、从模式下工作，提供同步接收、发送数据信号(RSER／TSER)，收发帧定位信号(RSYNC／TSSYNC)，收发时钟信号(RS YSCLK／TSYSCLK)；四个DS21554可以实现背板信号菊花链连接，提供8192 KB／s字节复用同步数据流。 3 SSC特性分析 AT91R M9200提供三个独立的同步串行控制器(SSC)与外部器件进行同步通信。它支持音频和电信应用中常用的串行同步通信协议，如I2S、短帧同步、长帧同步方式等。 每个SSC包含独立的接收器、发送器以及一个时钟分频器。发送器／接收器分别有三个信号引脚：数据TD／RD信号、时钟TK／RK信号及帧同步。TF／RF信号，由于这些引脚与通用I／O引脚复用，初始化程序必须配置使其在SSC模式下工作；每帧最多由16个32位字组成，可编程设定为自动启动或在帧同步信号检测到不同事件时启动。SSC与内部两个32位专用外设数据直接存取控制器P
本文以Cisco路由器为例，介绍了路由器上常用接口的类型、特点和应用场合。 1 EIA/TIA 232 EIA/TIA 232有时又被称作RS-232 C.RS（Recommended Standard）代表推荐标准（EIA制定的标准一般都被冠以"RS" ），232是标识号，C代表RS-232的最新一次修改。它是由是美国电子工业协会/电信工业协会（Electronic Industries Association / Telecommunications Industries Association，EIA/TIA）在1969年公布的通信协议标准。它最初主要用于近距离的DTE和DCE 设备之间的通信。后来被广泛用于计算机的串行接口（COM1、COM2等）与终端或外设之间的近地连接标准。该标准在数据传输速率20K bps时，最长的通信距离为15米。该标准对应的国际标准是CCITT推荐的标准V.24. 这个标准对串行接口通信的有关问题，如电缆、接口的机械、电气特性、信号功能及传送过程特性进行了描述。 1.1 机械特性 RS-323 C可以有多种类型的连接器（接口），如25针连接器（DB-25）、15针连接器（DB-15）和9针连接器（DB-9）。其中以DB-25、DB-9最为常见，如图1所示。不论哪种类型的接口，都定义了孔端连接器用来连接DTE设备、针端连接器用来连接DCE设备。 1.2 电气指标 RS-232 C规定，数据线上的逻辑1的电压范围是：-3V～-15V、逻辑0的电压范围是：+3～＋15V；通信控制线上的信号有效或称接通的电压范围是：+3～＋15V、信号无效或称断开的电压范围是：-3V～-15V.其他值视为违例。 1.3 功能特性 功能特性规定了连接器的各针的定义、与哪些电路连接、有何功能。表1
http ：//https://www.doczj.com/doc/ec14445739.html, 一种两线双向高速串行音频数据传输总线控制器的实现方法 瞿军武， 薛骏，施彦（无锡中感微电子股份有限公司，江苏无锡，214135） 摘要：本文提出了一种两线双向高速串行音频数据传输总线控制器在蓝牙耳机硬件系统中的应用， 可以实现芯片间高速传输数据，实现同步发送和接收音频数据以及命令字。同时， 通过自定义数据格式，优化了数据格式，并降低了数据发送和接收的复杂度。考虑到PAD 的承受能力，目前传输速率最大可 以达到18Mb/s 。仅使用两线完成了数据的传输， 从而大大减少了芯片IO 的使用。关键字：蓝牙耳机；两线双向;高速；串行总线控制器；IO ；FPGA A Realization Method of Two-wire Bidirectional High Speed Serial Audio Data Transmission Bus Controller QU Jun-wu,XUE Jun ，SHI Yan （Zgmicro co,.ltd,Wuxi 214135,China ） Abstract:This paper proposes a two-wire bidirectional high-speed serial audio data transmission bus controller applied in Bluetooth headset hardware system,which can realize high-speed data transmission between chips,synchronous transmission and reception of audio data and command words.By the self-defined data format,the data format is optimized and the complexity of data sending and receiving is reduced.Considering the bearing capacity of PAD,the maximum transmission rate can reach 18Mb/s at present.Only two lines are used to complete data transmission,which greatly reduces the use of IO on chip. Key words:Bluetooth headset;two-wire bidirectional;high-speed;serial bus controller;IO;FPGA 55
高速10GBE接口研究 一、10GBE以太网规范 就目前来说，10GBE以太网标准和规范都比较繁多，在标准方面，有2002年的IEEE 802.3ae，2004年的IEEE 802.3ak，2006年的IEEE 802.3an、IEEE 802.3aq和2007年的IEEE 802.3ap；在规范方面，总共有10多个（是一比较庞大的家族，比千兆以太网的9个又多了许多）。在这10多个规范中，可以分为三类：一是基于光纤的局域网10GBE以太网规范，二是基于双绞线（或铜线）的局域网10GBE以太网规范，三是基于光纤的广域网10GBE 二、10GBE以太网的物理结构 10GbE标准框架包含两个物理层规范：LAN PHY和WAN PHY。另外还有三种PCS子层：10GBASE-X、10GBASE-R和10GBASE-W。前两个属于LAN PHY系列，最后一个属于WAN PHY。 LAN PHY和WAN PHY的区别在于帧类型和接口速度。 10GBASE-X使用一种特紧凑包装，含有1个较简单的WDM器件、4个接收器和4个在1300nm波长附近以大约25nm为间隔工作的激光器，每一对发送器/接收器在3.125Gbit/s 速度（数据流速度为2.5Gbit/s）下工作。10GBASE-R是一种使用64B/66B编码（不是在千兆以太网中所用的8B /10B）的串行接口，数据流为10.000Gbit/s，因而产生的时钟速率为10.3Gbit/s。10GBASE-W是广域网接口，与SONET OC-192兼容，其时钟为9.953Gbit/s数据流为9.585Gbit/s。 由于本公司设备关于10GE应用重点在LAN PHY，下面就重点介绍其应用。 10GBE以太网采用了IEEE 802.3以太网介质访问控制（MAC）协议、IEEE 802.3以太网帧格式，以及IEEE 802.3帧的最大和最小尺寸。正如千兆以太网标准1000Base-X和
配置接口命令 本章的命令是所以有关于接口命令部分，包括所以端口都适用的接口管理命令，以及LAN以太网接口。 接口配置命令 接口相关的配置命令如下所列： bandwidth clear counters clear interface description duplex encapsulation dot1q interface ip address ip unnumbered keepalive load-interval mac-address mtu shutdown speed show interface 1、bandwidth 在接口配置模式下使用bandwidth命令来设置接口的带宽参数，使用本命令的no形式来恢复带宽参数的缺省值。
bandwidth kilobits no bandwidth 【参数说明】 kilobits ：每秒钟带宽，以每秒K比特为单位 【命令模式】 接口配置模式 【缺省设置】 当该接口中没有设置bandwidth命令参数时，在特权用户模式下用show interface命令来显示其缺省值 【使用指南】 bandwidth命令不能实际影响某个接口的带宽，只是让用户告诉系统该接口的带宽指标，一般，以太网接口的带宽是固定的，而Serial接口或者Async接口由于实际的链路带宽不同，用户可以根据实际情况来设定。Bandwidth只是个路 由参数，不会影响物理链路的接口的真正带宽。 【举例】 以下的例子示范配置接口带宽参数为64Kbps： Ruijie(config-if)# bandwidth 64 2、clear counters 在特权用户模式下使用命令clear counters清除接口的通讯参数的统计计数值。clear counters [ interface-type slot-number/interface-number ] 【参数说明】 interface-type ：接口类型，例如：GigabitEthernet 等，见接口类型列举表。Slot-number/interface-number ：某种接口类型的槽号/端口号。 【命令模式】 特权用户模式 【使用指南】 接口上的统计信息随着通讯的变化不断地变化，有时，为了避免以往通讯统计信息地干扰，将接口地统计信息清除，这样当前地统计信息就可以如实地反映当前接口时的通讯状况。
高速DSP与PC实现串口通信的方法 数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)在图形图像处理、高精度测量控制、高性能仪器仪表等众多领域得到越来越广泛的应用，实际运用中，通常须将DSP采集处理后的数据传送到PC机，然后进行存储和处理。 T1公司的TMS320VC33微处理器具有性价比高，同时，该芯片的I/O电平、字长、运行速度、串口功能具有大多数DSP的共同特点。本文针对TMS320VC33与PC RS-232的通讯，分析三种具体的接口电路和软件设计方法，实现高速DSP与低速设备的通讯：①通过 TMS320VC33的通用I/O口实现通信；②通过TMS320VC33中可设置为通用I/O的串行引脚实现通信;③直接利用TMS320VC33的串口功能实现通信，在硬件和软件设计的基础上，完成相关试验和调试，并达到预期的效果。 采用通用I/O口实现 PC的RS-232接口按照设定的固定波特率传送，RS-232串行口进行通信采用三线式接法，即RX(数据接收)、TX(数据发送)、GND(地)三个引脚，PC机按帧格式发送、接收数据，一帧通常包括1位起始位("0"电平)、5-8位数据位、1 位(或无)校验位、1位或1位半停止位("1"电平)，起始位表示数据传送开始，数据位为低位在前、高位在后，停止位表示一帧数据结束。 TMS320VC33微处理器的串口帧格式没有起始位和停止位，只有数据位，且数据位为高位在前、低位在后。利用TMS320VC33微处理器的通用I/O引脚实现串行通信时，须依据RS232的通信协议并结合DSP硬件资源编写相应的DSP程序。 1．硬件设计 TMS320VC33微处理器共有10个引脚可配置为通用I/O口，其中XFO、XFl为专用的通用I/O口，通过软件设计可实现XFO、XFl专用I/O口与RS232的串行通信，电路结构如图1所示。 本文选用MAX3232E作为RS232C电平与TTL电平的转换芯片，R1in、T1out为RS232C 电平，R1out、T1in为TTL电平，TMS320VC33微处理器的INT2引脚为外部中断脚，R10ut 同时连接到INT2和XF0，即可利用传输的第一位触发TMS320VC33微处理器的外部中断。 2．软件设计 假设系统已经完成初始化，数据接收流程如图2所示，设传输速率为9600bit/s，一个起始位("0")、8位数据位、一个终止位("1")。数据传输时对起始位定时半位的时间，数据位第一位以后的定时周期设置为一个位的时间，保证每一位数据都在中间采样，与传统RS232串口传输方式不同，有利于降低传输的误码率。
目录 Stellaris外设驱动库——SSI (1) 1.1 SSI总体特性 (1) 1.2 SSI通信协议 (1) 1.2.1 Texas Instruments同步串行帧格式 (1) 1.2.2 Freescale SPI帧格式 (2) 1.2.3 MICROWIRE帧格式 (6) 1.3 SSI功能概述 (8) 1.3.1 位速率和帧格式 (8) 1.3.2 FIFO操作 (8) 1.3.3 SSI中断 (9) 1.4 SSI库函数参考 (9) 1.4.1 配置与控制 (9) 1.4.2 数据收发 (11) 1.4.3 中断控制 (12)
Stellaris外设驱动库——SSI 1.1 SSI总体特性 Stellaris系列ARM的SSI（Synchronous Serial Interface，同步串行接口）是与具有Freescale SPI（飞思卡尔半导体）、MicroWire（美国国家半导体）、Texas Instruments（德州仪器，TI）同步串行接口的外设器件进行同步串行通信的主机或从机接口。SSI接口是Stellaris系列ARM都支持的标准外设，也是流行的外部串行总线之一。SSI具有以下主要特性：z主机或从机操作 z时钟位速率和预分频可编程 z独立的发送和接收FIFO，16位宽，8个单元深 z接口操作可编程，以实现Freescale SPI、MicroWire或TI的串行接口 z数据帧大小可编程，范围4～16位 z内部回环测试模式，可进行诊断/调试测试 1.2 SSI通信协议 对于Freescale SPI、MICROWIRE、Texas Instruments3种帧格式，当SSI空闲时串行时钟（SSICLK）都保持不活动状态，只有当数据发送或接收时处于活动状态，SSICLK才在设置好的频率下工作。利用SSICLK的空闲状态可提供接收超时指示。如果一个超时周期之后接收FIFO仍含有数据，则产生超时指示。 对于Freescale SPI和MICROWIRE这两种帧格式，串行帧（SSIFss）管脚为低电平有效，并在整个帧的传输过程中保持有效（被下拉）。 而对于Texas Instruments同步串行帧格式，在发送每帧之前，每遇到SSICLK的上升沿开始的串行时钟周期时，SSIFss管脚就跳动一次。在这种帧格式中，SSI和片外从器件在SSICLK的上升沿驱动各自的输出数据，并在下降沿锁存来自另一个器件的数据。 不同于其它两种全双工传输的帧格式，在半双工下工作的MICROWIRE格式使用特殊的主-从消息技术。在该模式中，帧开始时向片外从机发送8位控制消息。在发送过程中，SSI没有接收到输入的数据。在消息已发送之后，片外从机对消息进行译码，并在8位控制消息的最后一位也已发送出去之后等待一个串行时钟，之后以请求的数据来响应。返回的数据在长度上可以是4～16位，使得在任何地方整个帧长度为13～25位。 1.2.1Texas Instruments同步串行帧格式 图1 TI同步串行帧格式（单次传输）