What is serial communication? The academic explanation is a method of continuously sending one bit of data through the bus at a point in time. Just like an archer shooting his bow and arrow frequently, whoosh, whoosh, whoosh…
What is the serial communication protocol? To put it bluntly, it is the protocol transmission method used in serial communication.
How many types of serial communication protocols are there? Serial communication protocols include inter-system protocols and internal system protocols.
Intersystem Protocol: An intersystem protocol used to communicate between two different devices. Just like the communication between the computer and the microcontroller kit. Communication takes place via the internal bus system. Common ones include UART protocol, USART protocol, and USB protocol.
Internal System Protocol: The internal system protocol is used to communicate between two devices on the circuit board. While using these in-system protocols we will extend the peripherals of the microcontroller without using the in-system protocols. Using in-system protocols increases circuit complexity and power consumption. Using in-system protocols, circuit complexity and power consumption are reduced, costs are reduced, and access to data is very secure. Common ones include I2C protocol, SPI protocol, and CAN protocol.
Protocolo UART
UART son las siglas de Universal Asynchronous Transmitter and Receiver (transmisor y receptor asíncrono universal). El protocolo UART es una comunicación serie con dos protocolos cableados. Las líneas de señal del cable de datos se denominan Rx y Tx. La comunicación serie se utiliza comúnmente para enviar y recibir señales. Se transmite y se comunica con el puerto serie para recibir datos sin pulso. La UART recibe los bytes de datos y envía los bits individuales secuencialmente.
El protocolo USAT se utiliza normalmente como periférico de MCU en sistemas embebidos; en general, el nivel TTL se deriva directamente del pin del chip; y el nivel RS232 puede conectarse al chip de conversión en el medio.Para más detalles, consulte: Estándares para la comunicación serie
UART es un protocolo half-duplex. Half-duplex significa tener la capacidad de transmitir y recibir datos, pero no simultáneamente. La mayoría de los controladores tienen una UART hardware en la placa. Utiliza una línea de datos para enviar y recibir datos. Tiene un bit de inicio, un dato de 8 bits y un bit de parada, que indica que los datos de 8 bits se transmiten de alto a bajo. Por ejemplo: correo electrónico, mensajes de texto, walkie-talkies, servidor serie de equipos de transmisión IoT industrial.
Protocolo USART
USART son las siglas de Universal Synchronous and Asynchronous Transmitter and Receiver. Se trata de una comunicación serie de protocolo de dos hilos. Las líneas de señal del cable de datos se denominan Rx y TX. Este protocolo se utiliza para enviar y recibir datos byte a byte junto con pulsos de reloj. Se trata de un protocolo full-duplex, lo que significa que los datos se envían y reciben simultáneamente a diferentes velocidades de la placa. Diferentes dispositivos se comunican con el microcontrolador a través de este protocolo. Por ejemplo, las telecomunicaciones.
Protocolo USB
USB son las siglas de Universal Serial Bus (bus serie universal). De nuevo, se trata de un protocolo de dos hilos para la comunicación en serie. Los hilos de señal del cable de datos están marcados con D y D-. Este protocolo se utiliza para comunicarse con los periféricos del sistema. El protocolo USB se utiliza para enviar y recibir datos en serie al host y a los dispositivos periféricos. La comunicación USB requiere un software controlador basado en las capacidades del sistema. Los dispositivos USB pueden transmitir datos en el host sin ningún bus solicitado. Hoy en día, la mayoría de los dispositivos utilizan esta tecnología para comunicarse con el protocolo USB. Utilice USB para comunicarse con el controlador ARM como un ordenador. USB transfiere datos en diferentes modos. El primero es un modo lento de 10 kbps a 100 kbps; el segundo es un modo de velocidad completa de 500kbps a 10mbps y un modo de alta velocidad de 25mbps a 400Mbps. La longitud máxima del cable USB es de 4 metros.
For example: mouse, keyboard, hub, switch, pen drive.
Protocolo I2C
I2C son las siglas de Inter Integrated Circuit (circuito interintegrado). I2C requiere sólo dos cables para conectar todos los periféricos al microcontrolador. I2C requiere sólo dos hilos, SDA (línea de datos serie) y SCL (línea de reloj serie), para transferir información entre dispositivos. Es el maestro del protocolo de comunicación esclavo. Cada esclavo tiene una dirección única. El dispositivo maestro envía la dirección y las banderas de lectura/escritura del dispositivo esclavo de destino. Esta dirección coincide con cualquier dispositivo esclavo que esté encendido, el resto de dispositivos esclavos están en modo desactivado. Una vez que las direcciones coinciden, se produce la comunicación entre el maestro y ese esclavo, y se envían y reciben datos. El emisor envía 8 bits de datos y el receptor responde con 1 bit de confirmación. Una vez finalizada la comunicación, la estación maestra emite una condición de parada.
El bus I2C fue desarrollado por Philips Semiconductors. Su objetivo original era facilitar la conexión entre la CPU y los chips periféricos. En los sistemas embebidos, los periféricos suelen conectarse al microcontrolador como dispositivos mapeados en memoria. I2C sólo requiere dos cables para conectar todos los periféricos al microcontrolador. Estas líneas activas, llamadas SDA y SCL, son bidireccionales. La línea SDA es la línea de datos serie, mientras que la línea SCA es la línea de reloj serie.
I2C pull-up resistor:
Why use pull-up resistors in I2C SCL and SDA lines.
The SDA and SCL lines are both open-drain drivers.
It can drive the output low and drive it high.
In order for the line to go high, you must provide a pull-up resistor
Protocolo SPI
SPI son las siglas de Serial Peripheral Interface. Es uno de los protocolos de comunicación serie desarrollados por Motorola. A veces, el protocolo SPI también se denomina protocolo de 4 hilos. Requiere cuatro cables MOSI, MISO, SS y SCLK.El protocolo SPI se utiliza para comunicar dispositivos maestro y esclavo. El host configura primero el reloj con la frecuencia. A continuación, el host selecciona un dispositivo esclavo específico con el que comunicarse mediante un botón pull-tab. Selecciona ese dispositivo específico e inicia la comunicación entre el maestro y ese esclavo específico. El maestro sólo selecciona un esclavo a la vez. Se trata de un protocolo de comunicación full-duplex. En el caso de las transferencias de bits, no está limitado a palabras de 8 bits.
Protocolo CAN
CAN son las siglas de Controller Area Network. Se trata de un protocolo de comunicación en serie. Requiere dos líneas CAN high (H) y CAN low (H-). Fue desarrollado por Robert Bosh Corporation en 1985 para su uso en redes de automoción. Se basa en un protocolo de transporte orientado a mensajes.
La década de los 70 fue la época en que los fabricantes de coches empezaron a introducir nuevas funciones, como el antibloqueo de frenos, el aire acondicionado, el control de marchas, el cierre centralizado de puertas, etc. Estas funciones requieren cableado adicional y diseños complejos, lo que aumenta los costes y los riesgos. Para superar estos problemas, Robert Bosch introdujo el protocolo CAN en los años ochenta. Este protocolo de comunicación en serie se estandarizó posteriormente como ISO11898 en 1993. Es el protocolo CAN el que ha transformado completamente la comunicación entre sensores avanzados.
El protocolo CAN se utiliza habitualmente en redes electrónicas de automóviles, aviones y sistemas médicos. Entre los productos más comunes se incluyen los equipos de CAN a Ethernet USR-CANET200
Palabras clave: 4gdtu
