【嵌入式Linux+ARM】硬件相关基础知识(门电路_UART_I2C_SPI)

    比较基本的一些知识，就算再怎么水，一些基本的电路常识还是需要懂的，需要自己慢慢的积累，实际工作中需要好好积累硬件相关的知识；

    正文开始：

1.门电路

与门、或门、非门的几个标志需要记住，特别是后面两个不要混淆，自己画了一遍：

实际电路中可以组合使用：如与非门、或非门等复杂电路。

这些是比较简单的，做个简单的复习：

与门：1 1——>1      1 0——>0      0 1——>0     0 0——>0

或门：1 1——>1      1 0——>1      0 1——>1     0 0——>0

非门：1——>0          0——>1

还有其他的组合，如与非门，或非门等等；

2.上拉电阻与下拉电阻

主要都是用来确定某点电压，特别是该点的状态不确定时。

上拉电阻一般一端接电源正极，通过一个电阻串联接到相关引脚，可以提高驱动能力；

下拉电阻有信号保护的作用。

3. 输入引脚、输出引脚的区别

其实就是GPIO，一个老掉牙的东西了；

输入引脚：从寄存器读值

输出引脚：向寄存器写值

中断引脚：1.有输入引脚的功能，2.可以中断CPU。

其实很多GPIO引脚的功能可以有多个，比如一个引脚可以作为普通的IO管脚来使用，也可以复用为中断引脚、串口引脚、Ad采集等等；

4. 嵌入式硬件环境构建：

目标机与主机

主机用来编辑，编译程序；目标机用来测试与运行程序；

通常有三种连接方式；

     JTAG连接(烧写程序)    

     串口连接(操作bootloader与Linux)   

     网络(传输文件  NFS)；

5. UART协议

     所有的协议类，正常使用需要满足两个条件：

你说的别人能听懂：       ——即双方约定信号的协议

你的语速别人要能跟上：——即双方满足时序要求

     串口波特率(与比特率的区别)：

单片机或计算机在串口通信时的速率。指的是信号被调制以后在单位时间内的变化，即单位时间内载波参数变化的次数，如每秒钟传送240个字符，而每个字符格式包含10位（1个起始位，1个停止位，8个数据位），这时的波特率为240Bd，比特率为10位*240个/秒=2400bps。每秒钟传送的二进制位数,简称比特率。比特率表示有效数据的传输速率，用b/s 、bit/s、比特/秒，读作：比特每秒。

     波特率与比特率的关系：

     比特率=波特率*单个调制状态对应的二进制位数

     例如假设数据传送速率为120符号/秒(symbol/s)(也就是波特率为120Baud)，又假设每一个符号为8位(bit)，则其传送的比特率为(120symbol/s) * (8bit/symbol)=960bps.

     UART(用的是SCI协议)，与SPI不同的是SPI是同步的，而SCI是异步的，SPI比SCI多出一条时钟线；

     Universal Async Receive/Transmit 通用 异步 接受/发送器  ——即串口；

     开发板如何通过UART与主机传输数据？

    由于电脑的串口用的是RS232电平(-3V-15V->1  3-15V->0)，而一般的单片机用的都是TTL电平(+5V->1  0V->0)所以需要有一个电平转换芯片，如max2326.

6. I2C协议

    其实就是两条线(一条数据线SDA，一条时钟线SCL)，但要配置的东西还是不少的；

    2440(2440中有I2C控制器)——————可以多个I2C设备。

   开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据。

   结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据。

   2440停止操作SDA，此时I2C设备会把SDA拉低(发出ACK响应信号)

   Master每发送完8bit数据后等待Slave的ACK。

   即在第9个clock，若从IC发ACK，SDA会被拉低。

   若没有ACK，SDA会被置高，这会引起Master发生RESTART或STOP流程

7.SPI串行外设接口(Serial Peripheral Interface)

    SPI设备一般有输出数据引脚(SDO)、输入数据引脚(SDI)、时钟信号(SCLK)、片选信号(CS)

    SPI的通信原理很简单，它以主从方式工作，这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备，需要至少4根线，事实上3根也可以（单向传输时）。也是所有基于SPI的设备共有的，它们是SDI（数据输入）、SDO（数据输出）、SCLK（时钟）、CS(片选)。

     1）SDO – 主设备数据输出，从设备数据输入；

     2）SDI – 主设备数据输入，从设备数据输出；

     3）SCLK – 时钟信号，由主设备产生；

     4）CS – 从设备使能信号，由主设备控制。