常用的板上通信接口介紹

一、1-Wire接口

1-Wire接口是由MaximDallas半導體公司（首頁為http://www.maxim-ic.com）開發(fā)的異步半雙工通信協(xié)議，也稱為Dallas1-Wire?協(xié)議。其中，按照主-從通信模型，只使用單條信號線DQ實現(xiàn)通信。1-Wire總線的一個重要特征在于，該總線允許在信號線上傳輸能量。I2C從設備在信號線上使用內部電容器（其典型取值為800pF）來驅動設備。1-Wire接口支持在總線上連接單個主設備以及一個或多個從設備。

每臺1-Wire設備都具有全球唯一可識別的64位識別碼信息，存儲在設備內部。對于多臺從設備連接到1-Wire總線上的情況，通過解讀唯一的識別碼，可以尋址總線上存在的各臺獨立設備。識別碼由以下三個部分組成：8位的類別碼、48位的序列號以及前56比特數據的8位CRC校驗結果。與1-Wire從設備通信的具體流程如下：

（1）主設備將復位脈沖發(fā)送到1-Wire總線上。

（2）總線上的從設備通過確認脈沖予以回應。

（3）主設備發(fā)送ROM命令（網絡尋址命令，參數是設備的64位地址），從而尋址到需要發(fā)起通信的從設備。

（4）主設備發(fā)送讀/寫命令，對從設備的內部存儲器或寄存器進行讀/寫操作。

（5）主設備將數據由從設備讀出，或者是將數據寫入從設備。

1-Wire總線上的所有通信都是由主設備發(fā)起的。其中，通信的最小間隔是時長為60微秒的時隙。復位脈沖占用8個時隙。在通信的開始階段，主設備將1-Wire總線拉低到低電平，并持續(xù)8個時隙（即480μs），從而發(fā)出復位脈沖。如果總線上存在從設備，而且已經準備好進行通信，那么從設備將通過確認脈沖來回應主設備；也就是說，從設備將1-Wire總線拉低到低電平，并持續(xù)1個時隙（即60μs）。為了在1-Wire總線上寫入位值1，需要總線主設備將總線拉低，其持續(xù)時間為1~15μs，然后在該時隙的其余時間段釋放總線。

為了在總線上寫入位值0，主設備需要將總線拉低，其持續(xù)時間至少為1個時隙（60μs），最多為2個時隙（120μs）。為了由從設備讀出位值，主設備需要將總線拉低，并持續(xù)1~15μs。為了響應主設備的讀數據請求，如果從設備想要發(fā)送位值1，那么從設備只需要在該時隙的其余時間段釋放總線；如果從設備想要發(fā)送位值0，那么從設備需要在該時隙的其余時間段將總線拉低。

二、UART

UART：通用異步串行口，按照標準波特率完成雙向通訊，速度慢。

UART總線是異步串口，因此一般比前兩種同步串口的結構要復雜很多，一般由波特率產生器（產生的波特率等于傳輸波特率的16倍）、UART接收器、UART發(fā)送器組成，硬件上由兩根線，一根用于發(fā)送，一根用于接收。

UART是用于控制計算機與串行設備的芯片。有一點要注意的是，它提供了RS-232C數據終端設備接口，這樣計算機就可以和調制解調器或其它使用RS-232C接口的串行設備通信了。作為接口的一部分，UART還提供以下功能：

將由計算機內部傳送過來的并行數據轉換為輸出的串行數據流。將計算機外部來的串行數據轉換為字節(jié)，供計算機內部使用并行數據的器件使用。在輸出的串行數據流中加入奇偶校驗位，并對從外部接收的數據流進行奇偶校驗。在輸出數據流中加入啟停標記，并從接收數據流中刪除啟停標記。處理由鍵盤或鼠標發(fā)出的中斷信號（鍵盤和鼠標也是串行設備）。可以處理計算機與外部串行設備的同步管理問題。有一些比較高檔的UART還提供輸入輸出數據的緩沖區(qū)，現(xiàn)在比較新的UART是16550，它可以在計算機需要處理數據前在其緩沖區(qū)內存儲16字節(jié)數據，而通常的UART是8250?，F(xiàn)在如果您購買一個內置的調制解調器，此調制解調器內部通常就會有16550UART。

除了串行數據傳輸功能以外，UART還可以為控制串行數據流提供硬件握手信號支持。很多半導體廠商都提供了相應的UART芯片。如今，大多數微處理器/控制器都集成有UART功能，并為串行數據傳輸與接收提供內置式的指令支持。

三、并行接口

板上并行接口（parallelinterface）通常用于系統(tǒng)與外圍設備之間的通信，其中，外圍設備通過存儲器映射到系統(tǒng)的主控端。只要嵌入式系統(tǒng)的主控處理器/控制器含有并行總線，支持并行總線的設備就可以直接連接到該總線系統(tǒng)上。外圍設備與主控端之間具有控制信號接口，可以控制并行總線上的數據通信。這里，通信的控制信號包括讀/寫信號和設備選擇信號。一般說來，外圍設備具有設備選擇線；只有當主控處理器選通該線的時候，該設備才是有效的。數據傳輸的方向可以是從主控端到外圍設備，也可以是從外圍設備到主控端；這是通過讀和寫控制信號線進行控制的。只有主控處理器能夠控制讀控制信號和寫控制信號。一般說來，外圍設備通過存儲器映射到主控處理器，從而可以訪問分配的地址范圍。此時，設備需要使用地址譯碼電路來產生芯片選擇信號。

當處理器選擇的地址位于設備指定范圍內的時候，譯碼電路對芯片選擇線進行觸發(fā)，從而激活設備。然后，處理器可以使能相應的控制線（分別是RD\與WD\），從而由設備讀出數據，或者是向設備寫入數據。為了實現(xiàn)并行通信，系統(tǒng)需要嚴格遵循時序規(guī)范。前面已經提到過，并行通信是由主控處理器啟動的。如果某外圍設備想要對通信進行初始化，那么可以向處理器發(fā)出中斷，告知相關信息。為了實現(xiàn)上述功能，設備的中斷線需要連接到處理器的中斷線上，并且主控處理器需要觸發(fā)相應的中斷。需要說明的是，主控處理器的數據總線寬度決定了并行接口的寬度，可以是4位、8位、16位、32位、64位等。設備支持的總線寬度應該與主控處理器完全相同。并行數據通信為系統(tǒng)提供了高速數據傳輸能力。