Efallai eich bod chi'n pendroni pa brotocol sy'n gweddu orau i'ch prosiect: I2C, SPI, neu UART. Mae pob opsiwn yn cynnig cryfderau unigryw. Mae cyflymder, gwifrau, graddadwyedd, a dibynadwyedd yn chwarae rhan fawr yn eich dewis. Er enghraifft, mae'r protocol cyfathrebu I2C yn caniatáu ichi gysylltu llawer o ddyfeisiau gyda llai o wifrau. Mae SPI yn rhoi trosglwyddiad data cyflym i chi. Mae UART yn gweithio'n dda ar gyfer cysylltiadau syml, pwynt-i-bwynt. Canolbwyntiwch ar anghenion eich prosiect i ddewis y protocol cywir.
Hanfodion Protocol
Protocol Cyfathrebu I2C
Rydych chi'n gweld yr i2c protocol cyfathrebu mewn llawer o electroneg. Mae'n sefyll am gylched rhyng-integredig. Rydych chi'n defnyddio i2c i gysylltu llawer o ddyfeisiau â dim ond dwy wifren. Gelwir y gwifrau hyn yn SDA am ddata ac SCL am gloc. Mae'r protocol cyfathrebu i2c yn eich helpu i gysylltu synwyryddion, arddangosfeydd a sglodion cof â microreolydd. Mae pob dyfais yn cael ei chyfeiriad ei hun. Mae hyn yn gwneud i2c yn wych ar gyfer prosiectau gyda llawer o rannau. Rydych chi'n dod o hyd i i2c mewn synwyryddion tymheredd, clociau amser real a sgriniau bach. Mae'r protocol cyfathrebu i2c yn dda ar gyfer pellteroedd byr a chyflymderau araf neu ganolig. Os ydych chi'n ychwanegu gormod o ddyfeisiau, gall i2c fynd yn arafach.
Awgrym: Dewiswch y protocol cyfathrebu i2c os ydych chi eisiau defnyddio llai o wifrau a chysylltu llawer o ddyfeisiau.
SPI: Rhyngwyneb Ymylol Cyfresol
Rydych chi'n defnyddio spi pan fydd angen i chi symud data yn gyflym iawn. Mae'r protocol spi yn golygu rhyngwyneb ymylol cyfresol. Rydych chi'n cysylltu dyfeisiau gan ddefnyddio pedair gwifren: MISO, MOSI, SCK, ac SS. Y protocol spi sydd orau ar gyfer pellteroedd byr a chyfathrebu cyflym. Rydych chi'n aml yn defnyddio spi ar gyfer cardiau SD, synwyryddion, a sgriniau sydd angen diweddariadau cyflym. Mae'r rhyngwyneb ymylol cyfresol yn rhoi trosglwyddiad data cyson a diogel. Gallwch gael un meistr a llawer o gaethweision, ond mae angen ei wifren SS ei hun ar bob dyfais. Mae hyn yn gwneud spi yn anoddach nag i2c pan fyddwch chi'n ychwanegu mwy o ddyfeisiau. Rydych chi'n dewis spi pan fo cyflymder yn bwysicaf.
Trosolwg UART
Rydych chi'n defnyddio uart ar gyfer cyfathrebu syml, un i unMae'r protocol uart yn sefyll am Universal Asynchronous Receiver/Transmitter. Rydych chi'n cysylltu dau ddyfais â dim ond dwy wifren: TX ac RX. Nid oes angen gwifren cloc ar y protocol uart. Yn aml, rydych chi'n defnyddio uart i gysylltu microreolyddion a chyfrifiaduron. Mae'r protocol uart yn gweithio'n dda ar gyfer anfon data ymhell. Rydych chi'n dod o hyd i uart mewn modiwlau GPS, modiwlau Bluetooth, a chonsolau cyfresol. Ni allwch gysylltu llawer o ddyfeisiau ag uart, ond mae'n rhoi cysylltiad syml a chyson. Rydych chi'n dewis uart pan fyddwch chi eisiau sefydlu hawdd a chysylltiadau uniongyrchol rhwng dau ddyfais.
Nodyn: Mae gan bob protocol cyfathrebu ei gryfderau ei hun. Dylech ddewis y protocol sy'n addas i anghenion eich prosiect.
Gwahaniaethau Allweddol
Cymhariaeth Cyflymder
Pan fyddwch chi'n dewis rhwng i2c, spi, ac uart, mae cyflymder yn bwysig iawnMae pob un o'r protocolau cyfresol hyn yn trin trosglwyddo data ar wahanol gyfraddau. Dylech wybod pa mor gyflym y mae angen i'ch prosiect symud data.
Protocol | Ystod Cyflymder Nodweddiadol | Achos Defnydd Gorau |
|---|---|---|
i2c | Hyd at 3.4 Mbps | Synwyryddion, arddangosfeydd, sglodion cof |
spinnaker | Hyd at 50 Mbps neu fwy | Cardiau SD, sgriniau cyflym, trosglwyddo data cyflym |
uart | Hyd at 1 Mbps (fel arfer llai) | Modiwlau GPS, Bluetooth, consolau cyfresol |
Mae spi yn rhoi'r cyflymder trosglwyddo data uchaf i chi. Rydych chi'n defnyddio spi pan fyddwch chi angen cyfathrebu cyfresol cyflymder uchel a chyson.
Mae i2c yn gweithio'n dda ar gyfer trosglwyddo data cyflymder canolig. Rydych chi'n defnyddio i2c pan fyddwch chi'n cysylltu dyfeisiau lluosog nad oes angen diweddariadau cyflym iawn arnynt.
Mae uart yn cynnig cyfathrebu cyfresol arafach. Rydych chi'n defnyddio uart ar gyfer cysylltiadau cyfresol syml lle nad cyflymder yw'r prif nod.
Awgrym: Os oes angen cyflymder uchel ar eich prosiect, spi yw'r dewis gorau. Ar gyfer y rhan fwyaf o synwyryddion a sgriniau bach, mae i2c yn ddigon cyflym. Defnyddiwch uart ar gyfer cyfathrebu cyfresol sylfaenol.
Gwifrau a Chymhlethdod
Mae angen i chi edrych ar faint o wifrau y mae pob protocol yn eu defnyddio. Gall llai o wifrau wneud eich prosiect yn haws i'w adeiladu a'i drwsio.
Mae i2c yn defnyddio dwy wifren yn unig ar gyfer cyfathrebu cyfresol: SDA (data) ac SCL (cloc). Rydych chi'n cysylltu dyfeisiau lluosog gyda'r ddwy wifren hyn.
Mae spi yn defnyddio pedwar prif wifren: MISO, MOSI, SCK, ac SS. Os ydych chi'n ychwanegu mwy o ddyfeisiau, bydd angen mwy o wifrau SS arnoch chi. Mae hyn yn gwneud spi yn fwy cymhleth pan fyddwch chi'n cysylltu dyfeisiau lluosog.
Mae uart yn defnyddio dau wifren: TX ac RX. Rydych chi'n defnyddio uart ar gyfer cysylltiadau cyfresol syml rhwng dau ddyfais.
Protocol | Nifer y Gwifrau | Cymhlethdod |
|---|---|---|
i2c | 2 | Syml ar gyfer dyfeisiau lluosog |
spinnaker | 4+ | Mwy cymhleth gyda dyfeisiau lluosog |
uart | 2 | Syml, ond ar gyfer dau ddyfais yn unig |
Nodyn: mae i2c orau pan fyddwch chi eisiau cysylltu llawer o ddyfeisiau gyda'r lleiafswm o wifrau. mae spi yn mynd yn gymhleth wrth i chi ychwanegu mwy o ddyfeisiau. mae uart yn aros yn syml ond dim ond ar gyfer cyfathrebu cyfresol un-i-un y mae'n gweithio.
Graddadwyedd a Mynd i'r Afael
Dylech chi feddwl am faint o ddyfeisiau rydych chi am eu cysylltu. Mae pob protocol yn trin nifer o ddyfeisiau mewn ffordd wahanol.
Mae i2c yn gadael i chi gysylltu llawer o ddyfeisiau ar yr un ddwy wifren. Mae gan bob dyfais ei chyfeiriad ei hun. Gallwch ddefnyddio hyd at 127 o ddyfeisiau mewn theori, ond mae prosiectau go iawn yn defnyddio llai oherwydd cyflymder a therfynau signal.
Gall spi gysylltu nifer o ddyfeisiau, ond mae angen ei wifren SS ei hun ar bob un. Mae hyn yn ei gwneud hi'n anodd graddio i fyny os ydych chi am ychwanegu llawer o ddyfeisiau.
Nid yw uart yn cefnogi dyfeisiau lluosog ar yr un llinell gyfresol. Dim ond dau ddyfais y gallwch eu cysylltu'n uniongyrchol.
Protocol | Cefnogaeth Dyfeisiau Lluosog | Ymdrin â nhw |
|---|---|---|
i2c | Ydw (hyd at 127) | Wedi'i gyfeirio gan ID unigryw |
spinnaker | Ydw (wedi'i gyfyngu gan binnau SS) | Wedi'i ddewis gan linell SS |
uart | Na | Pwynt-i-bwynt yn unig |
Os oes angen i chi gysylltu dyfeisiau lluosog, i2c yw'r protocol hawsaf. Mae spi yn gweithio ar gyfer ychydig o ddyfeisiau, ond mae'n mynd yn anodd gyda mwy. Nid yw uart wedi'i wneud ar gyfer mwy na dau ddyfais.
Dibynadwyedd
Rydych chi eisiau i'ch cyfathrebu cyfresol fod yn ddibynadwy. Mae gan bob protocol gryfderau a gwendidau yn y maes hwn.
Gall i2c gael problemau gyda sŵn a gwifrau hir. Dylech ddefnyddio i2c ar gyfer pellteroedd byr a chyflymderau isel i ganolig.
Mae spi yn rhoi trosglwyddiad data cryf a chyson i chi. Rydych chi'n cael llai o drafferth gyda sŵn, ac mae spi yn gweithio'n dda ar gyfer gwifrau cyflym a byr.
Mae uart yn syml ac yn ddibynadwy ar gyfer cyfathrebu cyfresol pwynt-i-bwynt. Gallwch ddefnyddio uart am bellteroedd hirach, ond rhaid i chi gadw'r cyflymder yn isel.
Protocol | Dibynadwyedd | Y Pellter Gorau |
|---|---|---|
i2c | Da ar gyfer gosodiadau byr, syml | Byr |
spinnaker | Dibynadwy iawn ar gyfer cyflymder uchel | Byr |
uart | Dibynadwy ar gyfer cysylltiadau syml | Hir (ar gyflymder isel) |
Ar gyfer y cyfathrebu cyfresol mwyaf dibynadwy, defnyddiwch spi ar gyfer gwifrau cyflym a byr. Defnyddiwch uart ar gyfer cysylltiadau cyfresol syml, pellter hir. Defnyddiwch i2c pan fydd angen i chi gysylltu dyfeisiau lluosog yn agos at ei gilydd.
Manteision a Chytundebau
I2C
Rydych chi'n aml yn dewis i2c pan fyddwch chi eisiau symlrwydd yn eich prosiect. Mae'r protocol hwn yn caniatáu ichi gysylltu llawer o ddyfeisiau gan ddefnyddio dim ond dwy wifren. Rydych chi'n dod o hyd i i2c mewn llawer o synwyryddion ac arddangosfeydd. Un o'r prif fanteision yw y gallwch chi ychwanegu hyd at 127 o ddyfeisiau ar yr un bws. Nid oes angen gwifrau ychwanegol arnoch chi ar gyfer pob dyfais newydd. Mae hyn yn gwneud i2c yn un o'r rhyngwynebau cyfathrebu gorau ar gyfer prosiectau gyda llawer o rannau.
Fodd bynnag, mae gan i2c rai anfanteision. Mae'r cyflymder yn is na spi. Efallai y byddwch hefyd yn gweld problemau gyda sŵn os ydych chi'n defnyddio gwifrau hir. Mae'r bensaernïaeth meistr-gaethwas yn golygu bod un ddyfais yn rheoli'r lleill. Os bydd y meistr yn methu, mae'r system gyfan yn stopio. Dylech ddefnyddio i2c ar gyfer pellteroedd byr a phan fyddwch chi eisiau symlrwydd.
Awgrym: Defnyddiwch i2c pan fydd angen i chi gysylltu llawer o ddyfeisiau ac eisiau cadw'r gwifrau'n syml.
SPI
Rydych chi'n dewis spi pan fyddwch chi angen trosglwyddo data cyflym a dibynadwy. Mae'r protocol hwn yn defnyddio pedwar prif wifren. Rydych chi'n cael cyfathrebu cyflym, sy'n wych ar gyfer cardiau cof a sgriniau cyflym. Mae spi yn rhoi perfformiad cyson i chi ac yn gweithio'n dda am bellteroedd byr. Mae llawer o beirianwyr yn galw spi yn un o'r rhyngwynebau cyfathrebu gorau ar gyfer cyflymder.
Mae anfanteision spi yn deillio o'r gwifrau. Mae angen mwy o wifrau arnoch wrth i chi ychwanegu mwy o ddyfeisiau. Mae hyn yn gwneud eich prosiect yn llai syml. Mae angen gwifren ar wahân arnoch hefyd ar gyfer dewis pob dyfais. Mae spi yn defnyddio pensaernïaeth meistr-gaethwas, felly mae un ddyfais yn rheoli'r gweddill. Dylech ddefnyddio spi pan fydd cyflymder yn bwysicach na symlrwydd.
Nodyn: mae spi orau ar gyfer data cyflym ac ychydig o ddyfeisiau, ond gall gwifrau fynd yn gymhleth.
UART
Rydych chi'n defnyddio uart oherwydd ei symlrwydd a'i osodiad hawdd. Mae'r protocol hwn yn cysylltu dau ddyfais â dim ond dwy wifren. Nid oes angen gwifren cloc arnoch chi. Mae uart yn gweithio'n dda am bellteroedd hir ar gyflymderau isel. Rydych chi'n aml yn gweld uart mewn modiwlau GPS a chysylltiadau Bluetooth. Y prif fanteision gwifrau hawdd a chyfathrebu syml.
Mae gan uart anfanteision hefyd. Ni allwch gysylltu mwy na dau ddyfais yn uniongyrchol. Mae'r cyflymder yn is na spi ac i2c. Nid ydych chi'n cael cyfeiriadau ar gyfer dyfeisiau lluosog. Nid uart yw'r rhyngwyneb cyfathrebu gorau ar gyfer prosiectau mawr, ond mae'n disgleirio mewn cysylltiadau syml, pwynt-i-bwynt.
Awgrym: Dewiswch uart pan fyddwch chi eisiau symlrwydd a dim ond angen cysylltu dau ddyfais.
Dewis Protocol
Meini Prawf Dethol
Pan fyddwch chi'n dewis protocol cyfathrebu, meddyliwch am ychydig o bethau. Yn gyntaf, penderfynwch faint o ddyfeisiau rydych chi am eu cysylltu. Os oes angen i chi gysylltu llawer o synwyryddion neu sglodion, mae i2c yn ddewis da. Mae'n defnyddio dwy wifren yn unig a gall drin llawer o ddyfeisiau. Os oes angen i'ch prosiect symud data yn gyflym, spi yw'r gorau ar gyfer cyflymder ac mae'n ddibynadwy iawn. Ar gyfer cysylltiadau syml ac uniongyrchol rhwng dau ddyfais, uart yw'r hawsaf i'w ddefnyddio.
Dyma restr wirio gyflym i'ch helpu i ddewis:
Faint o ddyfeisiau fyddwch chi'n eu cysylltu â'ch microreolydd?
Oes angen i'ch prosiect symud data'n gyflym?
Ydych chi eisiau gwifrau hawdd yn eich system?
A fydd eich prosiect yn gweithio dros bellteroedd byr neu hir?
Oes angen cyfathrebu cryf a chyson arnoch chi?
Awgrym: Dewiswch y protocol sy'n addas i'ch prosiect bob amser. Mae pob un—i2c, spi, neu uart—yn gweithio orau ar gyfer gwahanol swyddi.
Canllaw Achos Defnyddio
Mae'r canllaw hwn yn eich helpu i ddewis y protocol cywir ar gyfer eich prosiect. Meddyliwch am yr hyn rydych chi eisiau i'ch microreolydd ei wneud.
Senario | Protocol Gorau | Pam? |
|---|---|---|
Llawer o synwyryddion ar un bws | i2c | Gwifrau hawdd, yn cefnogi llawer o ddyfeisiau |
Cyfnewid data cyflym gyda chardiau cof neu sgriniau | spinnaker | Cyflymder uchel, dibynadwy ar gyfer systemau mewnosodedig |
Cyswllt syml rhwng microreolydd a GPS | uart | Gosod hawdd, da ar gyfer pellteroedd hir |
Er enghraifft, os ydych chi'n adeiladu gorsaf dywydd gyda llawer o synwyryddion, mae i2c yn gadael i chi cysylltu nhw i gydOs ydych chi'n gwneud cofnodwr data sydd angen arbed data'n gyflym, spi yw'r dewis gorau. Pan fyddwch chi eisiau i'ch microreolydd siarad â modiwl Bluetooth, mae uart yn ei gwneud hi'n hawdd.
Cofiwch: Mae'r protocol cywir yn helpu eich prosiect i weithio'n dda ac yn cadw'ch system yn syml.
Rydych chi nawr yn gwybod sut mae I2C, SPI, ac UART yn ffitio gwahanol brosiectau.
Defnyddiwch I2C ar gyfer llawer o ddyfeisiau a gwifrau syml.
Dewiswch SPI ar gyfer trosglwyddo data cyflym a dibynadwy.
Dewiswch UART ar gyfer cysylltiadau hawdd, un-i-un.
Cofiwch: Cydweddwch y protocol ag anghenion eich prosiect. Defnyddiwch y canllaw penderfynu uchod i'ch helpu i benderfynu. Archwiliwch fwy am bob protocol os ydych chi eisiau adeiladu systemau cryfach a mwy craff.
Cwestiynau Cyffredin
Beth yw'r protocol hawsaf i ddechreuwyr ei ddefnyddio?
Rydych chi'n gweld bod UART yn hawsaf. Dim ond dwy wifren sydd eu hangen arnoch chi. Rydych chi'n cysylltu un ddyfais ag un arall. Nid oes angen i chi osod cyfeiriadau na gwifrau ychwanegol. Gallwch chi ddechrau'n gyflym.
A allaf ddefnyddio I2C ar gyfer cyfathrebu pellter hir?
Ni ddylech ddefnyddio I2C ar gyfer pellteroedd hir. Mae I2C yn gweithio orau ar gyfer gwifrau byr. Gall colli signal a sŵn achosi problemau os ydych chi'n defnyddio ceblau hir.
Sut ydw i'n dewis rhwng SPI ac I2C ar gyfer dyfeisiau lluosog?
Awgrym: Defnyddiwch I2C os ydych chi eisiau gwifrau syml ar gyfer llawer o ddyfeisiau. Dewiswch SPI os oes angen data cyflym arnoch chi a dim ond ychydig o ddyfeisiau sydd gennych chi. Mae SPI yn mynd yn anoddach i'w reoli wrth i chi ychwanegu mwy o ddyfeisiau.
A yw UART yn dda ar gyfer cysylltu mwy na dau ddyfais?
Ni allwch ddefnyddio UART ar gyfer mwy na dau ddyfais ar un llinell. Dim ond cysylltiadau pwynt-i-bwynt y mae UART yn eu cefnogi. Mae angen caledwedd ychwanegol arnoch os ydych chi eisiau cysylltu mwy o ddyfeisiau.
