Introduzione:

Protocollo : Un insieme di regole e regolamenti è chiamato protocollo.
Comunicazione: Lo scambio di informazioni da un sistema a un altro sistema con un mezzo è chiamato comunicazione.
Protocollo di comunicazione: Un insieme di regole e regolamenti che consentono a due dispositivi elettronici di connettersi per scambiare i dati tra uno e l'altro.

Tipi di protocolli di comunicazione elettronica:

Esistono due tipi di protocolli di comunicazione classificati di seguito:

1. Inter System Protocol

2. Protocollo intra-sistema

1. Protocollo inter sistema: Il protocollo inter-sistema utilizzato per comunicare i due diversi dispositivi. Come la comunicazione tra il computer e il kit del microcontrollore. La comunicazione avviene tramite un sistema inter bus.

Protocollo inter sistema

Diverse categorie di protocollo Intersystem:

Protocollo UART
Protocollo USART
Protocollo USB

2. Protocollo intra-sistema: Il protocollo di sistema Intra viene utilizzato per comunicare i due dispositivi all'interno del circuito. Durante l'utilizzo di questi protocolli intra-sistema, senza passare ai protocolli intrasistemici espanderemo le periferiche del microcontrollore. La complessità del circuito e il consumo energetico verranno aumentati utilizzando il protocollo intrasistema. Utilizzando i protocolli intra-sistema, la complessità del circuito e il consumo energetico, il costo è ridotto ed è molto sicuro accedere ai dati.

Protocollo Intra System

Diverse categorie di protocollo Intersystem

Protocollo I2C
Protocollo SPI
Protocollo CAN

Protocollo UART:

UART sta per trasmettitore e ricevitore asincrono universale.UART Protocols è una comunicazione seriale con due protocolli cablati. Le linee di segnale del cavo dati sono etichettate come Rx e Tx. La comunicazione seriale è comunemente utilizzata per trasmettere e ricevere il segnale. Viene trasferito e riceve i dati in modo seriale bit per bit senza impulsi di classe. L'UART prende byte di dati e invia i singoli bit in modo sequenziale. UART è un protocollo half-duplex. Half-duplex significa trasferire e ricevere i dati ma non contemporaneamente. La maggior parte dei controller dispone di UART hardware a bordo. Utilizza una singola linea dati per la trasmissione e la ricezione dei dati. Ha un bit di inizio, dati a 8 bit e un bit di arresto significa che il segnale di trasferimento dati a 8 bit uno è da alto a basso.

Es: e-mail, SMS, walkie-talkie.

Flusso di dati del protocollo UART

Protocollo USART:

USART sta per trasmettitore e ricevitore sincrono e asincrono universale. È una comunicazione seriale di un protocollo a due fili. Le linee di segnale del cavo dati sono etichettate come Rx e TX. Questo protocollo viene utilizzato per trasmettere e ricevere i dati byte per byte insieme agli impulsi di clock. È un protocollo full-duplex che significa trasmettere e ricevere dati simultaneamente a diverse velocità di scheda. Diversi dispositivi comunicano con il microcontrollore a questo protocollo.

Es: -Telecomunicazioni.

Flusso di dati del protocollo USART

Protocollo USB:

USB sta per bus seriale universale. Anche in questo caso è una comunicazione seriale di protocollo a due fili. Le linee di segnale del cavo dati sono etichettate D + e D-. Questo protocollo viene utilizzato per comunicare con le periferiche del sistema. Il protocollo USB viene utilizzato per inviare e ricevere i dati in serie all'host e ai dispositivi periferici. La comunicazione USB richiede un software del driver basato sulla funzionalità del sistema. I dispositivi USB possono trasferire dati su il bus senza alcuna richiesta sul computer host. Oggi la maggior parte dei dispositivi utilizza questa tecnica per comunicare con il protocollo USB. Come il computer per comunicare con il controller ARM tramite USB. USB trasferisce i dati in diverse modalità. La prima è la modalità a bassa velocità da 10 kbps a 100 kbps, la seconda è la modalità a piena velocità da 500 kbps a 10 Mbps, la modalità ad alta velocità da 25 Mbps a 400 Mbps. Lunghezza massima del cavo USB di 4 metri.

Es: mouse, tastiera, hub, interruttori, pen drive.

Comunicazione tramite protocollo USB

Differenze tra i protocolli tra sistemi:

protocollo di comunicazione

Protocollo I2C:

I2C sta per il circuito inter-integrato. I2C richiede solo due fili che collegano tutte le periferiche al microcontrollore. I2C richiede due fili SDA (linea dati seriale) e SCL (linea orologio seriale) per trasportare le informazioni tra i dispositivi. È un protocollo di comunicazione da master a slave. Ogni slave ha un indirizzo univoco. Il dispositivo master invia l'indirizzo del dispositivo slave di destinazione e legge / scrive il flag. L'indirizzo corrisponde a qualsiasi dispositivo slave su cui il dispositivo è acceso, i dispositivi slave rimanenti sono in modalità disabilitata. Una volta che l'indirizzo è abbinato, la comunicazione procede tra il master e il dispositivo slave e trasmette e riceve i dati. Il trasmettitore invia dati a 8 bit, il ricevitore risponde a 1 bit di riconoscimento. Quando la comunicazione è completata, il master emette la condizione di stop. Il bus I2C è stato sviluppato da Philips Semiconductors. Il suo scopo originale è fornire un modo semplice per collegare la CPU ai chip delle periferiche. I dispositivi periferici nei sistemi embedded sono spesso collegati al microcontrollore come dispositivi mappati in memoria. I2C richiede solo due fili per collegare tutte le periferiche al microcontrollore. Questi fili attivi, chiamati SDA e SCL, sono entrambi bidirezionali. La linea SDA è una linea dati seriale e la linea SCA è una linea orologio seriale.

Flusso di dati protocali I2C

“a che serve il trasformatore? ”

Resistori pull-up I2C:

Perché viste le resistenze di pull-up in linea I2C SCL e SDA.

Entrambe le linee SDA e SCL sono driver open-drain.
Può guidare l'uscita bassa, non può guidarla in alto.
Affinché le linee possano andare in alto è necessario fornire resistenze di pull-up

Protocollo SPI:

SPI sta per l'interfaccia periferica seriale. È uno dei protocolli di comunicazione seriale sviluppati da Motorola. Alcune volte il protocollo SPI è anche chiamato protocollo a 4 fili. Richiede il protocollo MOSI, MISO, SS e SCLK.SPI a quattro fili utilizzato per comunicare i dispositivi master e slave. Il master prima configura l'orologio usando una frequenza. Il master seleziona quindi il particolare dispositivo slave per la comunicazione premendo il pulsante di selezione del chip. Quel particolare dispositivo viene selezionato e avvia la comunicazione tra master e quel particolare slave. Il master seleziona solo uno slave alla volta. È un protocollo di comunicazione full duplex. Non limitato a parole a 8 bit nel caso di trasferimento di bit.

Flusso di dati del protocollo SPI

Protocollo CAN:

CAN sta per controller area network. È un protocollo di comunicazione seriale. Richiede due fili CAN High (H +) e CAN low (H-). È stato sviluppato dalla società Robert bosh nel 1985 per le reti di bordo. Si basa su un protocollo di trasmissione orientato ai messaggi.