¿Qué es un protocolo de comunicación serie? ¿Qué incluye el protocolo de comunicación serie?
¿Qué es un protocolo de comunicación en serie? Para decirlo sin rodeos, es el método de transmisión de protocolo utilizado para la comunicación por puerto serie.
¿Cuántos protocolos de comunicación serie existen? Los protocolos de comunicación en serie incluyen protocolos entre sistemas y protocolos dentro del sistema.
Protocolo intersistema: El protocolo intersistema se utiliza para la comunicación entre dos dispositivos diferentes. Al igual que la comunicación entre la computadora y el kit de microcontrolador. La comunicación se realiza a través de un sistema de bus interno. Los más comunes son el protocolo UART, el protocolo USART y el protocolo USB.
Protocolo interno del sistema: El protocolo interno del sistema se utiliza para la comunicación entre dos dispositivos en la placa de circuito. Al utilizar estos protocolos del sistema, ampliaremos los periféricos del microcontrolador sin utilizar los protocolos del sistema. El uso de un protocolo en el sistema aumenta la complejidad del circuito y el consumo de energía. El uso de protocolos dentro del sistema reduce la complejidad del circuito y el consumo de energía, reduce los costos y garantiza el acceso seguro a los datos. Los más comunes son el protocolo I2C, el protocolo SPI y el protocolo CAN.
UART es la abreviatura de Transmisor y Receptor Asíncrono Universal. Las líneas de datos y las líneas de señal están etiquetadas como Rx y Tx. Las comunicaciones en serie se utilizan comúnmente para enviar y recibir señales. La UART recibe bytes de datos y envía bits individuales de forma secuencial.
El protocolo USAT se utiliza generalmente como periférico de MCU en sistemas integrados; en circunstancias normales, la salida directa desde el pin del chip suele ser de nivel TTL, mientras que la conversión indirecta en el medio del chip puede ser RS232; nivel. Para obtener más información, consulte: Estándares de comunicación serie
UART es un protocolo semidúplex. Half-duplex significa la capacidad de enviar y recibir datos al mismo tiempo, pero no la capacidad de enviar y recibir datos al mismo tiempo. La mayoría de los controladores tienen un UART de hardware en la placa de circuito que utiliza una única línea de datos para enviar y recibir datos. Tiene un bit de inicio, datos de 8 bits y un bit de parada que indica la transición de alto a bajo en la señal de transferencia de datos de 8 bits. Por ejemplo: correo electrónico, SMS, walkie-talkie, servidor serie de equipos de transmisión de IoT industrial.
USART es la abreviatura de Receptor-Transmisor Universal Síncrono y Asíncrono. Es un protocolo de comunicación serie de dos hilos. Este protocolo se utiliza para enviar y recibir datos byte a byte junto con pulsos de reloj. Este es un protocolo full-duplex, lo que significa que los datos se envían y reciben simultáneamente a diferentes velocidades de la placa. A través de este protocolo se comunican diferentes dispositivos con el microcontrolador. Las telecomunicaciones son un ejemplo.
USB es la abreviatura de Universal Serial Bus. Asimismo, es un protocolo de comunicación serie de dos hilos. Las líneas de datos y las líneas de señal están etiquetadas como D y D-. La comunicación USB requiere un software de controlador basado en las capacidades del sistema. Un dispositivo USB puede transferir datos sin ninguna solicitud del host en el bus. Hoy en día, la mayoría de los dispositivos utilizan esta tecnología para comunicarse con el protocolo USB. USB transfiere datos en diferentes modos. Hay muchos modos para que USB transmita datos, el primero es el modo lento de 10 kbps a 100 kbps; el segundo es el modo de velocidad máxima de 500 kbps a 10 Mbps; el tercero es el modo de alta velocidad de 25 mbps a 400 Mbps;
Por ejemplo: ratón, teclado, hub, switch, pendrive.
I2C es la abreviatura de Circuito Integrado Interno. I2C requiere sólo dos cables para conectar todos los periféricos al microcontrolador. Es la estación maestra del protocolo de comunicación esclavo. Cada dispositivo esclavo tiene una dirección única. El dispositivo maestro envía la dirección y los indicadores de lectura/escritura del dispositivo esclavo de destino. La dirección coincide con cualquier dispositivo esclavo encendido por este dispositivo, con los dispositivos esclavos restantes en modo deshabilitado.
Una vez que las direcciones coinciden, se produce la comunicación entre el maestro y el esclavo y se envían y reciben datos. El transmisor envía 8 bits de datos y el receptor responde con 1 bit de acuse de recibo. Una vez completada la comunicación, la estación maestra emite una condición de parada.
El bus I2C fue desarrollado por Philips Semiconductors. Su propósito original era proporcionar una manera fácil de conectar la CPU a chips periféricos. Los periféricos de los sistemas integrados suelen estar conectados al microcontrolador como dispositivos mapeados en memoria. La línea SDA es la línea de datos en serie, mientras que la línea SCA es la línea de reloj en serie.
?Resistencias Pull-Up I2C:
Por qué utilizar resistencias pull-up en las líneas I2C SCL y SDA.
Las líneas SDA y SCL son drivers de drenaje abierto.
Puede llevar la salida a un nivel bajo o alto.
Para que la línea suba, debes proporcionar una resistencia pull-up.
SPI es la abreviatura 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. El protocolo SPI se utiliza para la comunicación entre dispositivos maestros y esclavos. El host primero configura el reloj con frecuencia. Luego, el host selecciona el dispositivo esclavo específico con el que comunicarse presionando el botón de selección de chip. Una vez que se selecciona un dispositivo específico, comienza la comunicación entre el maestro y ese dispositivo esclavo específico. El maestro sólo puede seleccionar un dispositivo esclavo a la vez. Este es un protocolo de comunicación full-duplex. En lo que respecta a la transferencia de bits, no se limita a palabras de 8 bits.
CAN significa Red de Área de Controlador. Es 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 automotrices. Se basa en un protocolo de transporte orientado a mensajes.
En la década de 1970, los fabricantes de automóviles comenzaron a introducir nuevas características como frenos antibloqueo, aire acondicionado, control de marchas y seguros de puertas de accionamiento centralizado. Estas características requieren cableado adicional y un diseño complejo, lo que aumenta el costo y el riesgo. Para solucionar estos problemas, Robert Bosch introdujo en los años 80 el protocolo CAN. En 1993, este protocolo de comunicación en serie se estandarizó aún más como estándar ISO 11898. Fue el protocolo CAN el que revolucionó la comunicación entre sensores avanzados.
El protocolo CAN se utiliza habitualmente en redes electrónicas de automóviles, aviones y sistemas médicos. Los productos comunes incluyen dispositivo CAN a Ethernet USR-CANET200