工业级别│金海创安卓主板的通信接口及特点详解

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发布日期:
2022-06-23

网络应用设备、数据通信系统都是实现数据端到端传输,主要是用来表达传统媒体形式的信息,如声音、图像、动画等。而这些传输的端点,我们可以称之为通信接口。通信接口主要是指中央处理器和标准通信子系统之间的接口。接下来,为大家讲讲金海创一直主推的工业级别安卓主板主要通信接口有哪些,以及它们的特点作用。




UART接口


     通用异步收发传输器,通常称作UART。UART作为异步串口通信协议的一种,工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。它将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片,UART通常被集成于其他通讯接口的连接上。UART是一种通用串行数据总线,用于异步通信。该总线双向通信,可以实现全双工传输和接收。在嵌入式设计中,UART用于主机与辅助设备通信。


    在发送数据信号的时候,会同时送出一根同步时钟信号,用来同步发送方和接收方的数据采样频率。同步通信时,信号线1是一根同步时钟信号线,以固定的频率进行电平的切换,其频率周期为t,在每个电平的上升沿之后进行对同步送出的数据信号线2进行采样(高电平代表1,低电平代表0),根据采样数据电平高低取得输出数据信息。如果双方没有同步时钟的话,那么接收方就不知道采样周期,也就不能正常的取得数据信息。


    在异步通信技术中,数据发送方和数据接收方没有同步时钟,只有数据信号线,只不过发送端和接收端会按照协商好的协议(固定频率)来进行数据采样。数据发送方以每秒钟57600bits的速度发送数据,接收方也以57600bits的速度去接收数据,这样就可以保证数据的有效和正确。通常异步通信中使用波特率(Baud-Rate)来规定双方传输速度,其单位为bps(bits per second每秒传输位数)。


    串行通信好比是一列纵队,每个数据元素依次纵向排列。传输时一个比特一个比特的串行传输,每个时钟周期传输一个比特,这种传输方式相对比较简单,速度较慢,但是使用总线数较少,通常一根接收线,一根发送线即可实现串行通信。它的缺点是要增加额外的数据来控制一个数据帧的开始和结束。


    并行通信好比一排横队,齐头并进同时传输。这种通信方式每个时钟周期传输的数据量和其总线宽度成正比,但是实现较为复杂。UART通信采用的是串行方式进行通信的。



RS232接口


     RS232接口是常用的串行通信接口标准之一,由于RS232接口标准出现较早,难免有不足之处,主要有以下四点:


1、接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片。RS232接口任何一条信号线的电压均为负逻辑 关系。与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL电路连接。


2、传输速率较低,在异步传输时,比特率为20Kbps;因此在51CPLD开发板中,综合程序波特率只能采用19200,也是这个原因。


3、接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式,这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱。


4、传输距离有限,最大传输距离标准值为50英尺,实际上也只能用在15米左右。



RS485接口


    在工业控制场合,RS485总线因其接口简单,组网方便,传输距离远等特点而得到广泛应用。主要有以下四点:


1、RS485的电气特性:采用差分信号正逻辑,逻辑“1”以两线间的电压差为+(2~6)V表示;逻辑”0“以两线间的电压差为-(2~6)V表示。接口信号电平比RS-232-C降低了,就不易损坏接口电路的芯片, 且该电平与TTL电平兼容,可方便与TTL电路连接。


2、RS485的数据最高传输速率为10Mbps。


3、RS485接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干扰能力增强,即抗噪声干扰性好。


4、RS485最大的通信距离约为1219m,最大传输速率为10Mbps,传输速率与传输距离成反比,在100KbpS的传输速率下,才可以达到最大的通信距离,如果需传输更长的距离,需要加485中继器。RS485总线一般最大支持32个节点,如果使用特制的485芯片,可以达到128个或者256个节点,最大的可以支持到400个节点。



RJ45接口


     RJ45接口通常用于数据通信传输,最常见的应用为网卡接口。J45接口是常用的以太网接口,支持10兆和100兆自适应的网络连接速度,常见的RJ45接口有两类:用于以太网网卡、路由器以太网接口等的DTE类型,还有用于交换机等的DCE类型。DTE我们可以称做“数据终端设备”,DCE我们可以称做“数据通信设备”。从某种意义来说,DTE设备称为“主动通信设备”,DCE设备称为“被动通信设备”。当两个类型一样的设备使用RJ45接口连接通信时,必须使用交叉线连接。



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