电平信号

I2C 是Inter-Integrated Circuit的缩写，发音为"eye-squared cee" or "eye-two-cee" , 它是一种两线接口。 I2C 只是用两条双向的线，一条 Serial Data Line (SDA) ，另一条Serial Clock (SCL)。 SCL：上升沿将数据输入到每个EEPROM器件中;下降沿驱动EEPROM器件输出数据。(边沿触发) SDA：双向数据线，为OD门，与其它任意数量的OD与OC门成"线与"关系。 二.输出级 I2C总线概述及时序 每一个I2C总线器件内部的SDA、SCL引脚电路结构都是一样的，引脚的输出驱动与输入缓冲连在一起。其中输出为漏极开路的场效应管，输入缓冲为一只高输入阻抗的同相器，这种电路具有两个特点： 1)由于SDA、SCL为漏极开路结构(OD)，因此它们必须接有上拉电阻,阻值的大小常为 1k8, 4k7 and 10k ，但1k8 时性能最好;当总线空闲时，两根线均为高电平。连到总线上的任一器件输出的低电平，都将使总线的信号变低，即各器件的SDA及SCL都是线"与"关系。 2)引脚在输出信号的同时还将引脚上的电平进行检测，检测是否与刚才输出一致，为"时钟同步"和"总线仲裁"提供了硬件基础。 三. 主设备与从设备 系统中的所有外围器件都具有一个7位的"从器件专用地址码"，其中高4位为器件类型

差动工作方式优点： 1. 对环境噪声具有更强的抗干扰性； 2. 抑制共模噪声； 3. 增大了最大电压摆幅； 4. 更简单的偏执电路和更高的线性度 一、基本概念（公式推导略）： 1. 差动信号：两个结点电位之差，并且这两个结点相对于某个固定电位大小相等，极性相反，严格地说，这两个电位与固定结点的阻抗也必须相等。 在差动信号中，这个固定的中心电位称为 共模电平。 2. 基本差动对：为了避免增益、摆幅、波形等受器件偏置电流的影响，引入电流源来提供电路的偏置电流，如下图： 虽然在这里，电流源的目的是抑制输入共模电平的变化对管子和输出电平的影响，但是并不意味着输入共模电平的值可以任意取，为了保证管子工作在饱和区，输入共模电平允许范围如下： 考虑输出电压的摆幅，显然输入共模电平越小（输出最大值V DD ,最小值为V in,CM -V TH ），允许的输出摆幅就越大，但实际中，前级电路可不能提供这么低的电平。 考虑增益，研究电路的小信号特性，分为两种方法：叠加法和半边电路法。叠加法主要思想是利用戴维宁等效分别独立考虑两个输入端，求出V X ,V Y ；半边电路法也是利用戴维南等效的思想，因为完全对称，所以只考虑一边电路的工作情况，将尾巴结点当成交流地对待。半边电路法为全差动的对称差动对提供了一个简便的方法，对于不是全差动的输入信号，我们可以把信号看成一个差动输入和一个共模变化的叠加

GPIO（也称为通用输入/输出）是控制器中最简单也是最重要的配置。但即便如此，IO也有各种各样的类型和配置选项，有输入，输出，上拉，下拉，推挽等。虽然我们天天都和它打交道，但是你真的了解其中的配置吗？ 输入模式 通常，GPIO输入主要通过以下三种方式之一进行配置： ● 高阻抗 （Hi-Z，也称为浮动floating） ● 上拉 （Pull-up，内部电阻连接到VCC） ● 下拉 （Pull-down，内部电阻连接到地） 当Input port被处在高阻抗的模式下，若没有外部讯号源进来的话，此时是无法确定port的状态(不能确定现在处在高电位或低电位)，除非有外部讯号来驱动电路。换句话说，Input floating，这个Input电位状态完全是由外部讯号来决定，没有讯号驱动的话，就会呈现高阻抗状态。 如果我们需要这个port有一个明确的预设状态时，必须借助pull-up(pull-down)resistor来做调整，在pull-up resistor(pull-up外接高电压，pull-down通常会接地)的作用之下，让port的维持在明确的高电压状态(pull-down则是让port维持在低电压状态)。 至于具体电阻的大小，一般在芯片手册中都有详细的描述。在实际配置中，除了要考虑port口内的上下拉电阻大小，还需要考虑MCU外围电路所带来的影响。 输出模式 GPIO的输出模式

UART —— Universal Asynchronous Receiver/Transmitter —— 通用异步收发器。 一、UART简介 UART是异步串口通信协议， 工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输，它能将要传输的资料在串行通信与并行通信之间加以转换，能够灵活地与外部设备进行全双工数据交换。 USART是UART的升级版，其支持同步模式，用法与UART相同 二、概念辨析 ------------------------------------UART COM口 串口 USB口 RS - 232 TTL--------------------------------------------- UART，在硬件上表现为串口收发的逻辑电路，可被集成为独立地模块化芯片 COM口，串行通信端口，有时也称为串口，是一种连接器的结构，这里区别于USB的“通用串行总线”和硬盘的“SATA”，串口的接口标准规范和总线标准规范是 RS-232 　　 常见的有两种物理标准，D型9针插头，和4针杜邦头， USB口：通用串行总线，和串口完全是两个概念。虽然也是串行方式通信，但由于USB的通信时序和信号电平都和串口完全不同，因此和串口没有任何关系。USB是高速的通信接口，用于PC连接各种外设，U盘、键鼠、移动硬盘、当然也包括“USB转串口”的模块。（USB转串口模块

本文隶属于 AVR单片机教程 系列。 单片机的应用场景时常涉及到模拟信号。我们已经会使用ADC把模拟信号转换成数字信号，本讲中我们要学习使用DAC把数字信号转换成模拟信号。我们还将搭建一个简单的功率放大器电路，用DAC通过扬声器播放音乐。 SPI总线 集成DAC的单片机不多，ATmega系列就不在此列。我们将要使用的10位ADC是通过SPI总线通信的，因此我们先来学习SPI总线。 SPI是一种同步串行通信总线，支持全双工通信。所谓同步，就是有时钟信号，类似上一讲中的595和165，并且硬件实现上相似；所谓全双工，就是收发可以同时进行，事实上SPI的收发是必须同时进行的，不过你可以有选择地忽略其中一个。 一次SPI通信涉及到两个设备，分别是主机和从机。区分主机和从机的标准并不是发送方是主机，而是发起方是主机。形象地说，我让你给我一个苹果，尽管你是发送方，但我是发起方，因此我是主机。 SPI有4根信号线：主发从收 MOSI 、主收从发 MISO 、时钟 SCK 、片选 SS （以下省略上划线）。主机和从机的 MOSI 、 MISO 、 SCK 一般直接连接，根据应用需要可以省去 MOSI 或 MISO ，从机的 SS 可以连接主机的任意引脚，因为 SS 上的信号极其简单。 两个以上的设备也可以通过SPI通信，连接方式是 MOSI 、 MISO 、 SCK 直接连接

关于IIC总线 I2C(Inter－Integrated Circuit)总线是一种由PHILIPS公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。I2C总线产生于在80年代，最初为音频和视频设备开发，如今主要在服务器管理中使用，其中包括单个组件状态的通信。例如管理员可对各个组件进行查询，以管理系统的配置或掌握组件的功能状态，如电源和系统风扇。可随时监控内存、硬盘、网络、系统温度等多个参数，增加了系统的安全性，方便了管理。 1 I2C总线特点 I2C总线最主要的优点是其简单性和有效性。由于接口直接在组件之上，因此I2C总线占用的空间非常小，减少了电路板的空间和芯片管脚的数量，降低了互联成本。总线的长度可高达25英尺，并且能够以10Kbps的最大传输速率支持40个组件。 I2C总线的另一个优点是，它支持多主控(multimastering)， 其中任何能够进行发送和接收的设备都可以成为主总线。一个主控能够控制信号的传输和时钟频率。当然，在任何时间点上只能有一个主控。 2 I2C总线工作原理 2.1 总线的构成及信号类型 I2C总线是由 数据线SDA 和 时钟SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。在CPU与被控IC之间、IC与IC之间进行双向传送，最高传送速率100kbps。 各种被控制电路均并联在这条总线上，但就像电话机一样只有拨通各自的号码才能工作

标题一 、 RS232接口简介 1、RS232接口又称DB9接口，是现在主流的串行通信接口之一。具体定义等参考百度即可（小猴子长话短说！！）。 平常所说的电脑串口（用于通讯）是指台式电脑主机后面的九针接口，专业名称就是RS232接口，如图 ： 电脑上的 RS232 接口采用负逻辑电平： -15 ~ -3 表示逻辑1； 15 ~ 3 表示逻辑0； 电压值通常在7V左右； 实现两台PC机的串口通讯，可以通过串口电缆直接实现滴！！但是PC机 RS232 串口的电平标准和单片机的TTL电平不一致，因此二者之间进行通讯的前提是—— RS232 / TTL 电平转换电路 。通常选择 MAX232 、SP3232 等。 标题二 、 单片机串口输出的逻辑电平 TTL 电平 TTL ：Transsistor - Transsistor Logic 三级管结构 这种电平信号由 TTL 器件产生的。 标题三 、 单片机与电脑串口的连接 首先呢？？小猴子要先解决二者之间的逻辑接口电平的问题，其次就是通信方法及方式的问题。 SP3232 等芯片的具体参数管脚的要求可参考相应的数据手册，小猴子就不多言啦~~ 由于 SP3232 芯片价格比较优惠，因此大部分电路采取 SP3232 芯片。下图分别为在 ad19 中绘制的接一个母头和两个公头的原理图 ： 来源： CSDN 作者： 小猴子的101个问题 链接：

因为教程上说STM32的硬件IIC复杂而且不太稳定，所以这里使用的是直接控制GPIO端口模拟IIC时序的方式进行通信 因为涉及到初始化、发送、接收等多个功能，所以就分成若干个函数来写了 这里涉及的是主设备上IIC的相关代码，因为SCL线的电平由主设备控制，因此主设备的代码会简单一点 从设备涉及到对SCL线上电平的识别，进而涉及到循环判断或者中断，以后有时间再去看看怎么写（挖坑） 一、IIC通信 1.简介 IIC总线是一种串行数据总线，只有二根信号线，一根是双向的数据线SDA，另一根是时钟线SCL，两条线可以挂多个设备。 IIC设备（绝大多数）里有个固化的地址，只有在两条线上传输的值等于IIC设备的固化地址时，其才会作出响应。通常我们为了方便把IIC设备分为主设备和从设备，基本上谁控制时钟线（即控制SCL的电平高低变换）谁就是主设备。 2.时序图 总结下来就是以下几点： 1.正常传输数据时，当SCL线处于低电平期时，SDA线上的电平允许变动 2.正常传输数据时，当SCL线处于高电平期时，SDA线上的电平不变 3.如果在SCL线的高电平期，SDA线由高电平向低电平跳变，则表示开始传输数据（START信号） 4.如果在SCL线的高电平期，SDA线由低电平向高电平跳变，则表示停止传输数据（STOP信号） 由于SCL线受主设备控制，因此主设备上的代码非常好写 发送数据时

(二)STM32学习之GPIO 1、GPIO简介 GPIO 是通用输入输出端口的简称，简单来说就是STM32 可控制的引脚，STM32 芯片的GPIO 引脚与外部设备连接起来，从而实现与外部通讯、控制以及数据采集的功能。STM32 芯片的GPIO 被分成很多组，每组有16 个引脚，所有的GPIO 引脚都有基本的输入输出功能。 2、GPIO框图剖析 大致可分为七个模块，由箭头走向可知晓GPIO 引脚线路经过两个保护二极管后， 向上流向“输入模式”结构，向下流向“输出模式”结构 。 （1）保护电路 VDD为3.3V，VSS为公共接地端，当外部输入电压大于3.3V时，上面的二极管导通，保护内部芯片。如果输入为负电压，则下面的二极管导通，电流往外面流，保护内部芯片。 当输入电压过大也将会烧毁芯片，切记不可用GPIO直接连接电动机，电动机具有较大得反向电动势，且积分时间短。 （2）普通输出控制 推挽输出： 所谓的推挽输出模式，是根据这两个MOS 管的工作方式来命名的。在该结构中输入高电平时，经过反向后，上方的P-MOS 导通，下方的N-MOS 关闭， 对外输出高电平，电流往外流，形似往外推 ；而在该结构中输入低电平时，经过反向后，N-MOS管导通，P-MOS关闭， 对外输出低电平，电流往里面流，则为挽留 。当引脚高低电平切换时，两个管子轮流导通，P管负责灌电流，N管负责拉电流，

在使用3.3V单片机的时候，经常会遇到3.3V转5V或者5V转3.3V的情况。这里介绍一个简单实用的电路，它可以实现两个电平的双向转换。电路十分简单，仅由3个电阻加一个MOS管构成，电路图如下： 图中，S1、S2为两个信号端，VCC_S1和VCC_S2为这两个信号的高电平电压。另外限制条件为： 1、VCC_S1<=VCC_S2。 2、S1的低电平门限大于0.7V左右(视NMOS内的二极管压降而定)。 3、Vgs<=VCC_S1。 4、Vds<=VCC_S2。 对于3.3V和5V/12V等电路的相互转换，NMOS管选择2N7002即可，也可以选用其它低Vgs的管子，还可以从坏旧硬盘的电路板上拆下一种名为PHN210T的芯片，它是一个8脚封装的贴片元件，内部有两个这样的NMOS管，使用起来非常方便。 来源： https://www.cnblogs.com/fxzq/p/12247860.html