Стивен Барретт - Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

В синхронных последовательных интерфейсах передача по линии каждого бита сопровождается сигналом подтверждения по другой вспомогательной линии. Эту линию в интерфейсе SPI обозначают как SCK (Shift Clock). Такой способ передачи данных позволяет достичь очень высоких скоростей обмена. Именно он и используется в контроллерах SPI в составе МК 68HC12.

На рис. 4.57 представлена обобщенная временная диаграмма обмена в последовательном коде. Эта диаграмма позволит нам познакомиться с терминами, которые принято использовать при описании последовательного обмена.

Рис. 4.57.Временные диаграммы синхронного последовательного обмена

Синхронизация (clock): Сигнал, который определяет скорость обмена данными в последовательных синхронных интерфейсах. Как следует из рис. 4.57, каждый бит передаваемых данных сопровождается одним импульсом синхронизации.

Скорость обмена (bit rate): Число бит, которые передаются по линии в одну секунду (бит/с). Скорость обмена в бит/с равна частоте сигнала синхронизации в Гц.

Скорость обмена (baud rate): Число бит, которые передаются по линии в одну секунду, выраженная в бодах. 1 бод = 1 бит/с.

Время передачи одного бита (bit time): Определяет временной интервал, в течение которого по линии передается один бит информации. Вычисляется как 1/(скорость обмена).

Кодирование информации для передачи одного бита (line code): Способ представления одного бита информации при передаче линиям связи.

Микроконтроллеры 68HC12 используют NRZ-кодирование (NonReturn to Zero — код с невозвращением к нулю). Этот способ кодирования предполагает, что при передаче единицы на линию выставляется высокий логический уровень, при передаче 0 — низкий логический уровень.

Рис. 4.58.Временные диаграммы передачи данных в коде с невозвращением к нулю

Стандартный американский код ASCII (American Standard Code for Information Interchange): Принятый всеми производителями вычислительной техники способ кодирования букв и цифр, а также знаков пунктуации. Каждый из перечисленных символов представляется одним байтом. При кодировании букв латинского алфавита используются только 7 младших битов, старший бит байта остается нулевым. В этот бит может быть помещен бит паритета. Таблица кодов представления символов латинского алфавита приведена на рис. 4.59.

Рис. 4.59.Коды символов в ASCII

Бит паритета (parity bit):Бит паритета используется для выявления одиночных ошибок при передаче одного байта информации. При использовании четного паритета значение бита равно 0, если число единичных бит в передаваемом байте является числом четным. Иначе бит паритета устанавливается равным 1, так, чтобы число единиц в байте стало четным. При использовании нечетного паритета значение бита равно 0, если число единичных бит в передаваемом байте является числом нечетным. Иначе бит паритета устанавливается равным 1, так, чтобы число единиц в байте стало нечетным.

Симплексный обмен:При симплексном режиме обмена возможна лишь однонаправленная передача информации от одного устройства к другому.

Полудуплексный обмен:При полудуплексном режиме обмена в каждый момент времени возможна лишь однонаправленная передача информации от одного устройства к другому. Но в другой момент времени направление передави может быть изменено на противоположное.

Дуплексный обмен:При дуплексном режиме обмена в каждый момент времени осуществляет двунаправленная передача информации между двумя устройствами.

1. Приведите коды ASCII для выражения «B32-VB». Для ответа воспользуйтесь таблицей рис. 4.59.

Ответ:$42 $33 $32 $2D $45 $56 $42

2. Если в задании предыдущего вопроса в старший бит каждого кода поставить значение бита паритета, то какой станет кодовая последовательность для выражения «B32-EVB». Для ответа используйте четный бит паритета.

Ответ:$42 $33 $B2 $2D $C5 $56 $42

3. В приведенной кодовой строке использован нечетный паритет. Бит паритета находится в разряде D7 кода. Какое слово зашифровано в строке $C1, $F7, $E5, $73, $EF, $6D, $E5, $A1?

Ответ:Awesome!

4. Сравните SCI и SPI интерфейсы.

Ответ:Интерфейсы SCI и SPI — это интерфейсы для последовательной передачи данных. Интерфейс SCI использует асинхронный способ передачи данных, при котором дополнительный сигнал синхронизации не используется. Вместо него применяются специальные биты синхронизации (старт- и стоп-бит). Напротив, интерфейс SPI использует дополнительную линию синхронизации.

Различные модели МК семейства 68HC12 и HCS12 могут интегрировать на кристалле сразу несколько интерфейсов для последовательного асинхронного обмена. Однако увеличение портов асинхронного обмена не сопровождается изменением аппаратных средств контроллера SCI. На кристалле МК просто размещают несколько полностью идентичных одноканальных контроллеров SCI, различая их порядковыми номерами: SCI0, SCI1 и т.д.

Основные технические характеристики контроллера асинхронного обмена (модуля SCI) в составе МК семейства 68HC12:

• Обеспечивает полнодуплексный асинхронный режим обмена, при котором прием и передача данных могут происходить одновременно.

• Использует NRZ-кодирование, при котором для передачи единицы на линию выставляется высокий логический уровень, для передачи 0 — низкий логический уровень.