嵌入式接口介绍

GPIO

• 通用型输入输出(General-purpose input/output)
• input: 读外围HW的电平信号，例如读取按键信号
• output: 控制HW行为，例如控制外围芯片供电，控制外围LED亮灭等等
• 可以SW模拟其他对外接口，例如I2C/SPI等
• HW线路：1根管脚
  参考下图：
  

针对某个GPIO的通常用法：

1. register 设置 GPIO模式（通常GPIO可复用其他功能）
2. register 设置input/output 功能
3. register 读取/写入 input/output 电平
4. 其他：上拉/下拉/悬空状态设置

UART

• 通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)
• TX/RX
• 收发两端需要预先指定传输信息，例如波特率/位数（putty/securecrt）
• 起始位/数据位/校验位/停止位
• RS232、 RS449、 RS423、 RS422
  和 RS485 不同的模拟电气特性
• HW: 2根管脚

默认高电平，拉低表示起始位，然后按照固定的波特率采样信号线上的电平

I2C/IIC Bus

• Inter-Integrated Circuit Bus：IC之间总线
• SDA：双向数据线
• SCL：时钟线
• 低速，半双工，由主机发起读写信号
• HW： 2根线

一般流程：

1. 默认SDA/SCL为高电平
2. master 拉低SDA表示传输开始START
3. 在SCL上升沿时，采样SDA的数据信号，表示读取一位数据
4. 读完8位数据，slave会拉低SDA，表示ACK，如果不拉低，表示slave读取失败，master需要重传数据
5. ACK 以后，master可以继续发送下一个byte的数据
6. 在SCL高电平期间，拉高SDA线，表示传输结束STOP

常用场景：
1 读写外部IC的寄存器

SPI

• Serial Peripheral interface 串行外围设备接口
• 高速的，全双工
• MISO： 主设备输入/从设备输出引脚。
• MOSI： 主设备输出/从设备输入引脚。
• SCLK：串行时钟信号，由主设备产生。
• CS/SS：从设备片选信号，由主设备控制。它的功能是用来作为“片选引脚”，也就是选择指定的从设备，让主设备可以单独地与特定从设备通讯，避免数据线上的冲突。

常用场景：
SPI flash的读/写/擦除，通常为块操作，
所以读写速度较快，I2C为寄存器操作，需要双向发送地址/命令，速度较慢。

I2S

• I2S(Inter—IC Sound)总线, 又称集成电路内置音频总线
• 串行时钟SCK，也叫位时钟(BCLK)，每bit一个方波
• 帧时钟WS/LRCLK，与采样率一致，控制左右声道数据
• 串行数据信号SD，通常两根信号，录音与放音
• MCLK 可选，有时master需要提供clock给slave

CAN

SDIO

USB