Анализ и сравнение интерфейсов передачи данных на микроконтреллерах

Авторы: Катукия Г.Т., Дорофеев А.В., Линтварев Д.Э.
Опубликовано в выпуске: #7(48)/2020
DOI: 10.18698/2541-8009-2020-7-624
Раздел: Информатика, вычислительная техника и управление | Рубрика: Системный анализ, управление и обработка информации, статистика
Ключевые слова: интерфейсы передачи данных, микроконтроллер, ведущее/ведомое устройство, пакет данных, UART/USART, SPI, I2C, встраиваемые системы
Опубликовано: 29.07.2020

Разработан методический материал, содержащий основную информацию о самых популярных протоколах передачи данных, используемых при работе с микроконтроллерами. Подробно представлены такие интерфейсы, как UART/USART, SPI, I²C. Рассмотрены основные характеристики, принцип работы и схема подключения. Составлена таблица сравнения характеристик вышеперечисленных протоколов обмена информацией, включающая в себя рекомендательные комментарии по области применения каждого из них. Статья позволяет в кротчайшие сроки подобрать оптимальный в заданных условиях интерфейс для передачи данных, разобраться в его принципе работы и получить минимально необходимые сведения для его реализации.

Литература

[1] Санталов Г.Д., Муравьев К.А., Леонидов В.В. Методика проектирования электронных устройств в концепции "Интернета вещей". Проектирование и технология электронных средств, 2019, № 1, с. 10–22.

[2] Vlasov A.I., Yudin A.V., Shakhnov V.A., et al. Design methods of teaching the development of internet of things components with considering predictive maintenance on the basis of mechatronic devices. Int. J. Appl. Eng. Res., 2017, vol. 12, no. 20, pp. 9390–9396.

[3] Vlasov A.I., Muraviev K.A., Prudius A.A., et al. Load balancing in big data processing systems. IREACO, 2019, vol. 12, no. 1, pp. 42–47. DOI: https://doi.org/10.15866/ireaco.v12i1.16808

[4] Муравьев К.А., Цивинская Т.А., Манушян Д.Г. Анализ протоколов передачи данных самоорганизующихся сенсорных сетей. Тр. межд. симп. Надежность и качество, 2019, т. 2, с. 142–145.

[5] Адамов А.П., Адамова А.А., Семенцов С.Г. и др. Протоколы обмена в беспроводных сенсорных сетях регистрации событий. Надежность и качество сложных систем, 2018, № 3(23), с. 124–132. DOI: https://doi.org/10.21685/2307-4205-2018-3-15

[6] Власов Д.С., Коновалов Д.С., Муравьев К.А. Исследование качественных показателей беспроводных AD-HOC сетей. Тр. межд. симп. Надежность и качество, 2019, т. 1, с. 155–158.

[7] Адамова А.А., Аваева Л.Г., Лохтуров А.В. Анализ перспектив интеграции беспроводных сенсорных сетей с сетью интернет с использованием стандарта 6LОWРАN. Надежность и качество сложных систем, 2019, № 1(25), с. 54–61. DOI: https://doi.org/10.21685/2307-4205-2019-1-6

[8] Зимин Д.В., Муравьев К.А. Анализ проблем энергоэффективности беспроводных сетей передачи данных на базе стека протоколов ZIGBEE. Тр. межд. симп. Надежность и качество, 2016, т. 1, с. 195–197.

[9] Краснобрыжий Б.В., Лавров И.В., Муравьев К.А. и др. Анализ беспроводных сенсорных сетей на основе стандарта ZIGBEE. Наукоемкие технологии и интеллектуальные системы. XV Молодеж. науч.-тех. конф., 2013, с. 306–314.

[10] Universal asynchronous receiver/transmitter (UART). ti.com: веб-сайт. URL: http://www.ti.com/lit/ug/sprugp1/sprugp1.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

[11] Frenzel L.E. Jr. Handbook of serial communications interfaces. Elsevier, 2015.

[12] USART. ww1.microchip.com: веб-сайт. URL: http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/usart.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

[13] AT command set. mt-system.ru: веб-сайт. URL: http://www.mt-system.ru/sites/default/files/documents/simcom_sim5360_atc_en_v0.22.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

[14] SPI (serial peripheral interface). ru.bmstu.wiki: веб-сайт. URL: https://ru.bmstu.wiki/index.php?title=SPI_(Serial_Peripheral_Interface)&mobileaction=toggle_view_mobile (дата обращения: 08.12.2019).

[15] SPI block guide V03.06. web.archive.org: веб-сайт. URL: https://web.archive.org/web/20150413003534/http://www.ee.nmt.edu/~teare/ee308l/datasheets/S12SPIV3.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

[16] Новицкий А. Синхронный последовательный интерфейс SPI в микроконтроллерах «от А до Я» и его реализация на примере ADuC70xx фирмы AnalogDevices. Компоненты и технологии, 2009, № 3, с. 53–60.

[17] SPI. webhamster.ru: веб-сайт. URL: https://webhamster.ru/mytetrashare/index/mtb186/1517214119k1qn5rp0h8 (дата обращения: 08.12.2019).

[18] UM10204 I2C. nxp.com: веб-сайт. URL: https://www.nxp.com/docs/en/user-guide/UM10204.pdf (дата обращения: 08.12.2019).

[19] Using the I2C bus. robot-electronics.co.uk: веб-сайт. URL: https://www.robot-electronics.co.uk/i2c-tutorial (дата обращения: 08.12.2019).

[20] Петров А.А. Протокол передачи данных для UART. Достижения науки и образования, 2016, № 1(2), с. 9–10.

[21] Муравьев К.А., Хуббатулин М.Э. Методика настройки VPN на роутерах MIKROTIK. Технологии инженерных и информационных систем, 2019, № 2, с. 22–33.

[22] Семенов Б.Ю. Шина I2C в радиотехнических конструкциях. М., Солон-Пресс, 2004.