串行总线总结.docVIP

SPI、CAN、I2C总线总结 SPI总线（serial peripheral interface） 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 它们是SDI（数据输入），SDO（数据输出），SCK（时钟），CS（片选）。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。 优点：不需要进行寻址操作，且为全双工通信，效率高。 缺点：没有应答机制，不知道是否收到数据；多个设备接到同一个SPI数据线时必须相同数量的片选信号线。 CAN总线(Controller area network) CAN是ISO认证的国际标准化串行通信协议。CAN协议中，所有的消息都以固定的格式发送。和总线连接的单元没有I2C类似的“地址”信息，但是每个单元都要有相同的通信速率。 CAN总线是可同时连接多个单元总线，可以连接的单元总数理论上是没有限制的，理论上，CAN总线上的节点数几乎不受限制，可达到2000个，实际上受电气特性的限制，最多只能接100多个节点。给出的不是目标节点地址，而是这个报文本身的特征。信息以广播方式在网络上发送，所有节点都可以接收到。节点通过标识符判定是否接收这帧信息。 CAN协议的一个最大特点是废除了传统的站地址编码，而代之以对通信数据块进行编码。采用这种方法的优点可使网络内的节点个数在理论上不受限制，数据块的标识码可由11位或29位二进制数组成，因此可以定义211或229个不同的数据块，这种按数据块编码的方式，还可使不同的节点同时接收到相同的数据，这一点在分布式控制系统中非常有用。CAN的报文格式　　在总线中传送的报文,每帧由7部分组成。CAN协议支持两种报文格式,其唯一的不同是标识符(ID)长度不同,标准格式为11位,扩展格式为29位。在标准格式中,报文的起始位称为帧起始(SOF),然后是由11位标识符和远程发送请求位 (RTR)组成的仲裁场。RTR位标明是数据帧还是请求帧,在请求帧中没有数据字节。控制场包括标识符扩展位(IDE),指出是标准格式还是扩展格式。它还包括一个保留位 (ro),为将来扩展使用。它的最后四个字节用来指明数据场中数据的长度(DLC)。数据场范围为0～8个字节,其后有一个检测数据错误的循环冗余检查(CRC)。应答场(ACK)包括应答位和应答分隔符。发送站发送的这两位均为隐性电平(逻辑1),这时正确接收报文的接收站发送主控电平(逻辑0)覆盖它。用这种方法,发送站可以保证网络中至少有一个站能正确接收到报文。报文的尾部由帧结束标出。在相邻的两条报文间有一很短的间隔位,如果这时没有站进行总线存取,总线将处于空闲状态。SDA）,一条串行时钟线（SCL），总线空闲时这两条线路都是高电平。接到I2C总线的设备都有唯一的地址标识。每种使用I2C总线的设备地址由I2C总线委员会分配。 特性：1、片上的滤波器可以滤去总线数据线上的毛刺波保证数据完整。 2、连接到相同总线的IC 数量只受到总线的最大电容400pF 限制。 3、I2C总线长度可达25英寸（7.6米）。 发送到SDA 8 位，每次传输可以发送的字节数量不受限制，每个字节后必须跟一个响应位。首先传输的是数据的最高位MSB。地址格式有7位地址格式和10位地址格式。7位地址格式：在起始条件S后发送一个7位的从机地址，第八位为R/W位，后面是从机的响应位。7位地址理论上可以挂128个设备，但是I2C规定了特殊用途地址，所以只能挂112个设备；10位地址格式：起始条件S后发送11110XX，R/W位为0，代表主向从机写，则从机发送相应，主机再发送第二个字节为8位，加上前面两位浮动位，共10位。10位地址理论上可以挂1024个设备，但是受总线最大电容400pF的限制。7位地址和10位地址可以兼容并可以结合使用。 数据传输格式： 主机发送开始位并发送从机地址和读写标志位，所以从机将地址和自身地址相比较，如果相同则产生ACK，如果主机是读命令，则从机发送ACK后接八位数据，主机收到数据后需向从机发送ACK；如果主机是写命令，则从机发送ACK，主机收到ACK后发送需要写的数据。依次重复。