โปรโตคอลการสื่อสารระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์กับอุปกรณ์ต่อพ่วง
1.Universal asynchronous receiver-transmitter
UART หรือชื่อเต็ม Universal Asynchronous Receiver and Transmitter เป็นการสื่อสารข้อมูลผ่านพอร์ตอนุกรมแบบอะซิงโครนัส (asynchronous serial communication) ระหว่างอุปกรณ์ต่าง ๆ ซึ่งนิยมใช้เป็นการสื่อสารระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์ด้วยกัน การทำงานแบบอะซิงโครนัสหมายความว่าจะไม่มีสัญญาณนาฬิกา (clock signal) ส่งออกมาจากตัวส่งหรือตัวรับเพื่อกำหนดจังหวะการรับส่งข้อมูล แต่จะกำหนดผ่านโดยการตั้งความเร็วในการรับส่งข้อมูลของอุปกรณ์ดังกล่าวแทน
UART จะอนุญาตให้มีการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์เพียงสองชิ้นเท่านั้น ซึ่งได้แก่ตัวส่ง (transmitter) และตัวรับ (receiver) และยังเป็นแบบฟูลดูเพล็กซ์ (full duplex) หรือสามารถสื่อสารได้สองทิศทางในเวลาเดียวกัน เมื่อการทำงานเริ่มต้นขึ้น ตัวส่งจะแปลงข้อมูลแบบขนานให้เป็นข้อมูลแบบอนุกรม แล้วส่งข้อมูลดังกล่าวไปยังตัวรับ ซึ่งจะแปลงข้อมูลอนุกรมนั้นกลับไปเป็นแบบขนานตามเดิม
2.I²C
I2C (Inter-Integrated Circuit, eye-squared-C) หรือที่รู้จักในชื่อ I2C หรือ IIC คือซิงโครนัส ตัวควบคุมหลายตัว/หลายเป้าหมาย (ตัวควบคุม/เป้าหมาย) แพ็กเก็ตสวิตช์ บัสการสื่อสารแบบอนุกรมปลายเดียวที่คิดค้นขึ้น พ.ศ. 2525 โดยฟิลิปส์ เซมิคอนดักเตอร์ มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการเชื่อมต่อ IC อุปกรณ์ต่อพ่วงความเร็วต่ำกับโปรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ในการสื่อสารภายในบอร์ดระยะสั้น
3.Serial Peripheral Interface
Serial Peripheral Interface หรือ SPI เป็นโปรโตคอลการสื่อสารซีเรียลแบบซิงโครนัสที่ให้การสื่อสารแบบฟูลดูเพล็กซ์ด้วยความเร็วสูงมาก Serial Peripheral Interface (SPI) เป็นโปรโตคอลประเภทมาสเตอร์-สเลฟ ที่ให้อินเทอร์เฟซที่เรียบง่ายและราคาประหยัดระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์และอุปกรณ์ต่อพ่วง
บัสอินเทอร์เฟซ SPI มักใช้สำหรับเชื่อมต่อไมโครโปรเซสเซอร์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์กับหน่วยความจำ เช่น EEPROM, RTC (Real Time Clock), ADC (Analog – to – Digital Converters), DAC (Digital – to – Analog Converters) จอภาพ เช่น LCD, Audio ICs, เซ็นเซอร์ เช่น อุณหภูมิและความดัน การ์ดหน่วยความจำ เช่น MMC หรือ SD การ์ด หรือแม้แต่ไมโครคอนโทรลเลอร์อื่นๆ
เราได้เห็นเกี่ยวกับ UART ในบทความที่แล้ว ใน UART (หรือพอร์ตอนุกรมทั่วไปใดๆ) ซึ่งการสื่อสารเกิดขึ้นผ่านสาย RX และ TX ไม่มีสัญญาณนาฬิกา กล่าวคือ เป็นการสื่อสารแบบอะซิงโครนัส ในการสื่อสารประเภทนี้ ไม่มีการควบคุมข้อมูลที่ส่ง หรือว่าตัวส่งและตัวรับมีอัตราข้อมูลเท่ากันหรือไม่
เพื่อที่จะเอาชนะสิ่งนี้ UART ใช้บิตการซิงโครไนซ์เช่นบิตเริ่มต้นและบิตหยุดและความเร็วการถ่ายโอนข้อมูลที่ตกลงไว้ล่วงหน้า (โดยทั่วไปคือ 9600 bps) ถ้าอัตราบอดของตัวส่งและตัวรับไม่ตรงกัน ข้อมูลที่ส่งจากตัวส่งจะไม่ไปถึงตัวรับอย่างถูกต้อง และมักจะได้รับค่าขยะหรือขยะ
4. 1-Wire
1-Wire เป็นระบบบัสการสื่อสารของอุปกรณ์ที่ออกแบบโดย Dallas Semiconductor Corp. ซึ่งให้ข้อมูลความเร็วต่ำ (16.3 kbit/s[1]) การส่งสัญญาณ และการจ่ายไฟผ่านตัวนำเดี่ยว
1-Wire มีแนวคิดคล้ายกับ I²C แต่มีอัตราการส่งข้อมูลต่ำกว่าและช่วงที่ยาวกว่า โดยทั่วไปจะใช้เพื่อสื่อสารกับอุปกรณ์ขนาดเล็กราคาไม่แพง เช่น เทอร์โมมิเตอร์แบบดิจิตอลและเครื่องมือวัดสภาพอากาศ เครือข่ายของอุปกรณ์ 1-Wire ที่มีอุปกรณ์หลักที่เกี่ยวข้องกันเรียกว่า MicroLAN โปรโตคอลนี้ยังใช้ในคีย์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กที่เรียกว่าคีย์ Dallas หรือ iButton
คุณสมบัติที่โดดเด่นอย่างหนึ่งของบัสคือความเป็นไปได้ในการใช้เพียงสองสาย — ข้อมูลและกราวด์ เพื่อให้บรรลุสิ่งนี้ อุปกรณ์ 1-Wire ได้รวมตัวเก็บประจุ 800 pF เพื่อเก็บประจุและจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ในช่วงเวลาที่สายข้อมูลทำงานอยู่
แหล่งที่มา
1.Universal asynchronous receiver-transmitter - Wikipedia
3.Basics of Serial Peripheral Interface (SPI) (electronicshub.org)
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น