I/O接口和外部通信接口——嵌入式系统 GPIO/IIC/SPI/UART/USB/HDMI/RS-232/RS-485/CAN

 

I/O接口：GPIO、IIC、SPI、UART、USB、HDMI

（1）GPIO

        通用输入输出接口，General Purpose Input Output, GPIO。

        输出引脚的两个上下拉二极管具有输入保护作用，一旦输入信号高于VDD或低于VSS，则通过二极管使引脚信号被钳位在VDD和VSS之间，保护了引脚内部相关部件。

        （输入引脚的电平不能超过电源电压的范围）。

        上拉：引脚对电源接一100kΩ左右的电阻；

        下拉：引脚对地接一100kΩ左右的电阻；

（2）IIC

        集成电路互连总线接口(Inter IC)：串行半双工传输总线，连接嵌入式处理器及其外围器件。

        支持器件：LCD驱动器、Flash存储器

（3）SPI

        串行外设接口，同步串行外设接口。

        支持SPI接口的外围设备：Flash ROM、RAM、ADC、MCU、网络控制器等。

（4）UART

        通用异步收发器，Universal Asynchronous Receiver/Transmitter

        全双工串行异步通信接口。仅限于板间或芯片间通信，1m。

（5）USB

        通用串行总线 Universal Serial Bus。

        USB集线器最多可连接127个USB设备。

        每个外设线缆长度可达5m。

        4根信号线，D+/D-差分信号线、电源线、地线。

        采用半双工差分方式。

        USB2.0的速度：480Mb/s=60MB/s；

        USB3.0的速度：5Gb/s=5*1024M/8 B/s=640MB/s；

        

        USB OTG(On The Go)

（6）HDMI

        高清晰度多媒体接口，High Definition Multimedia Interface, HDMI，

        一种数字化音频/视频接口，适合影像传输。19针。

        HDMI最远可达15m，DVI的线缆长度不能超过8m。

嵌入式系统的外部通信接口：RS-232/RS-485等

        ——RS-232/RS-485接口、CAN总线接口、以太网通信接口、无线通信接口（GPS/北斗/GPRS/WiFi/蓝牙/射频）

（1）标准的RS-232连接器DB9，

        RS-232电平转换接口电路：将UART电平转换成RS-232电平，通信距离可达15m。

        RS-232采用负逻辑传输。逻辑0：+3V~+15V，逻辑1：-15V~-3V。

（2）RS-485接口

        RS-485采用差分信号传输方式，因此具有很强的抗共模干扰能力，传输距离可达1200m。

        RS-485互连是同名端互连，A与A相连，B与B相连，差分传输无需公共地。

        RS-485的缺点：不能构成多主系统，即同一时刻不能有两个或两个以上系统（设备）处于发送状态。

（3）CAN总线接口

        对于实时性要求很强的工业控制系统，CAN总线接口抗干扰能力强、传输距离远、适应多主系统。

        差分传输，可构成多主多从系统，即同一时刻允许多个主从机同时进行数据传输。