Snimka predavanja Komunikacija s mikroupravljačem održano 8.12.2016 Video: https://www.youtube.com/watch?v=3yQSeuU7gbw&list=PLYqeapOP_CtQKuyzaHtJz16r5JaM4vs-w&index=19 Snimljeno s TCL SVC200 akcijskom kamerom

1. KOMUNIKACIJE
Tehničko veleučilište u Zagrebu
Elektrotehnički odjel
Stipe Predanić
8.12.2016
Elektronička računala i računalna oprema

2. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 2
Serijska komunikacija
● UART i USART
– Universal Synchronous and Asynchronous serial Receiver
and Transmitter (USART)
● Sinkrona i asinkrona komunikacija, varijabilne brzine i duljine
poruke
– Universal Asynchronous serial Receiver and Transmitter
(UART)
● Asinkrona komunikacija, fiksne brzine (baud rate) i duljine
poruke
● Dvije žice – RX (primanje) i TX (slanje)
– Razlika?
● USART ima dodatni signal koji je clock (XCK – external clock)
koji sinkronizira kad je poslan koji bit i koliko on traje.

3. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 3
Serijska komunikacija

4. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 4
Serijska komunikacija
● UART i USART rade na naponu mikroupravljača (često
5V)
● Standardni serijski protokoli su:
– RS232
– RS485
● Oni koriste istu ideju, ali:
– su naponske razine drugačije
● RS232 koristi -15 do +15V
● RS485 koristi simetričnu linije
– Imaju dodatne linije i opcije poput handshakea i kontrole
toka

5. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 5
RS232
RTS – Request to send
CTS – Clear to send
DSR – Data set ready
DTR – Data terminal ready
CD – Carrier Detect

6. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 6
RS485
● Koristi se u industriji za veće udaljenosti (čak i do
kilometra) jer je otporniji na greške
– Koristi napone od 0 do 5 V ali simetrično na dvije linije (kad
je linija A na 0, onda je linija B na 5V i obrnuto) – ne treba
masu već se gleda razlika potencijala između linija

7. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 7
I2
C
● Inter-integrated circuit sabirnica
● Razvio Philips
● Sinkrona, half-duplex, multimaster-slave sabirnica
● Koristi se za spajanje mnogih komponenti i senzora
● 3 brzine
– Sporo (do 100Kbps)
– Brzo (400Kbps)
– Vrlo brzo (preko 1Mbps)
● Duljina sabirnice je jako mala, do metra (unutar uređaja)
● Sabirnica ima samo dvije žice, a svaki element je
adresabilan

8. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 8
I2
C
● Dvije linije, SDA (data) i SCL (clock)

9. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 9
I2
C

10. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 10
I2
C – s adresiranjem

11. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 11
SPI
● Sinkrona full duplex master slave sabirnica
● Osnovu izradila Motorola
● 4 linije:
– DATA IN (Master Output Slave Input)
– DATA OUT (Master Input Slave Output)
– CLOCK
– CS (chip select)
● Sabirnica je jeftina i jednostavna, koristi se na manjim
udaljenostima (do metra)
– Nedostatak: nema adresiranja već svaki element ima vlastitu
CS liniju

12. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 12
SPI

13. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 13
1-wire
● Sabirnica koju je osmislila tvrtka Dallas
– I u osnovi je samo oni i koriste
● Ali su proizvođači mnogih komponenti
● Zahtjeva samo jednu "podatkovnu" liniju, komponente i
mikroupravljač moraju imati i zajedničku masu
● Half duplex sabirnica, master slave konfiguracija
– Komponente imaju adrese
● Kako nema clocka, logička 1 i 0 su definirane vremenskom
duljinom signala
● Sabirnica može biti dulja, neki komponente su pasivne
(dobivaju napon s podatkovne linije), ali je sve skupa dosta
sporije od I2
C i SPI

14. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 14
1-wire

15. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 15
CAN
● Controller Area Network
● Originalno napravljeno u Boschu, za potrebe automobilske
industrije
– Različiti senzori u vozilu mogu komunicirati jedni s drugima
– Svaki ima svoju adresu (identifikator, 11 ili 29 bita)
● Danas se upotrebljava i u industriji
● Omogućuje jednostavnu "mrežu" različitih elemenata
– Najveća brzina: 1Mbit/s
● Sama mreža može biti kompleksna, te mnogi proizvođači
imaju mikroupravljače koji imaju ugrađen CAN controller
– Mreža se brine za retransmisiju podataka, provjeru
ispravnosti paketa i slično

16. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 16
CAN

17. 14.05.17 Copyright Stipe Predanić, 2016 17
Ostali oblici komunikacije
● USB
– Poznati protokol, mnogi moderni mikroupravljači hardverski podržavaju
USB
– 2 podatkovne linije (Data + i Data -) te 2 linije za napajanje (Vcc (5V) i
GND)
● Ethernet
– Poznati mrežni protokol
– Nužne su 4 linije (2 TX, 2 RX) za 10 i 100Mbps
– Mnogi 32 bitni mikroupravljači hardverski podržavaju Ethernet
– 8 bitni mikroupravljači trebaju dodatni chip
● Bežične komunikacije
– Xbee, Zigbee, nrf24, WiFi
– Postoje mikroupravljači s direktnom podrškom za ove protokole, ali
većinom se koriste dodatni chipovi koji olakšavaju rad.