硬件开发笔记(十七):RK3568底板电路串口、485、usb原理图详解

本文主要是介绍硬件开发笔记(十七):RK3568底板电路串口、485、usb原理图详解,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

若该文为原创文章,转载请注明原文出处
本文章博客地址:https://hpzwl.blog.csdn.net/article/details/139589308

红胖子网络科技博文大全:开发技术集合(包含Qt实用技术、树莓派、三维、OpenCV、OpenGL、ffmpeg、OSG、单片机、软硬结合等等)持续更新中…

硬件相关开发

上一篇:《硬件开发笔记(十六):RK3568底板电路mipi摄像头接口原理图分析、mipi摄像头详解》
下一篇:敬请期待…


前言

  原理图有一些常用电路。
  本篇就将集中常用电路分析完,如uart口,涉及usart串口、rs485、usb口。


串口

  串行接口简称串口,也称串行通信接口或串行通讯接口(通常指COM接口),是采用串行通信方式的扩展接口。串行接口(Serial Interface)是指数据一位一位地顺序传送。其特点是通信线路简单,只要一对传输线就可以实现双向通信(可以直接利用电话线作为传输线),从而大大降低了成本,特别适用于远距离通信,但传送速度较慢。
 UART和USART都是串行通信中的重要接口,UART主要用于异步通信,而USART则支持同步和异步通信,具有更高的灵活性和性能。在实际应用中,应根据具体的需求和场景选择合适的接口进行通信。

UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)

定义

  UART,即通用异步收发传输器,通常被用作计算机或其他设备之间传输数据的接口。它主要完成数据的串行化和并行化转换,使得数据能够在不同的设备之间有效地传输。

工作原理

  UART将要传输的数据在串行通信与并行通信之间加以转换。作为把并行输入信号转成串行输出信号的芯片,UART通常被集成于其他通讯接口的连接上。它不是像SPI和I2C这样的通信协议,而是微控制器中独立的物理电路或独立的IC。

特点

  UART的一个显著优点是它只使用三根线就可以在设备之间传输数据,包括发送线(TX)、接收线(RX)和地线(GND)。这种简单的连接方式使得UART在许多应用中成为首选的通信方式。

USART(Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter):

定义

  USART,即通用同步/异步串行接收/发送器,是一个全双工通用同步/异步串行收发模块,也是一个高度灵活的串行通信设备。USART在UART的基础上增加了同步通信的功能,使其具有更广泛的应用场景。

工作原理

  USART收发模块一般分为三大部分:时钟发生器、数据发送器和接收器。控制寄存器为所有的模块共享。时钟发生器由同步逻辑电路(在同步从模式下由外部时钟输入驱动)和波特率发生器组成。发送器部分由一个单独的写入缓冲器、一个串行移位寄存器、校验位发生器和用于处理不同帧结构的控制逻辑电路构成。接收器是USART模块最复杂的部分,包括时钟和数据接收单元、校验位校验器、控制逻辑、移位寄存器和两级接收缓冲器等。

特点

  USART的主要特点包括全双工操作、支持同步和异步通信、独立的高精度波特率发生器、支持多种数据位和停止位配置、硬件支持的奇偶校验位发生和检验、数据溢出检测、帧错误检测等。此外,USART还支持多机通信模式和倍速异步通信模式,使得其在各种复杂的通信环境中都能表现出色。


底板接口电路

默认调试串口

  在这里插入图片描述

  这个使用的常规max232类型的芯片,进行ttl与串口232的电平转换:

  • TTL是一种电平,即高电平为2.4V至5V,低电平为0V至0.4V。
  • RS232电平分为正负两个极性,其电压范围为±3V至±25V,其中大于0V表示逻辑“0”,小于0V表示逻辑“1”,

USB3.0 x 2

  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

USB2.0 x 2

  在这里插入图片描述

  如下图,使用了是USB共模电感电路进行滤波:
  在这里插入图片描述

  USB共模电感电路是一种用于滤除电源信号中的共模噪声的电路(电磁干扰的一种,与电磁兼容性相关)。共模噪声是指同时出现在电源的正极和负极的噪声信号,而差模噪声则仅出现在其中一极的噪声信号。
  USB共模电感电路通常由一个共模电感器件和相应的连接电路组成。共模电感器件主要作用是提供一个高阻抗路径,以阻挡共模噪声进入USB设备或从USB设备传播出去。在USB设备的端口两个数据线(D+和D-)上分别加入了一个共模电感器件,从而实现了对共模噪声的滤除。
  USB共模电感电路的原理是利用共模电感器件的高阻抗特性,使共模噪声信号无法通过这个电感器件流入或流出USB设备。这样可以有效地减少共模噪声对USB设备的干扰.
  需要注意的是,USB共模电感电路只能滤除共模噪声,而无法滤除差模噪声,差模噪声是指只在一个数据线上出现的噪声信号。如果需要同时滤除共模噪声和差模噪声,通常还需要添加其他滤波元件,如差樘电感器件和滤波电容等总而言之,USB共模电,感电路是一种用于滤除电源信号中的共模噪声的电路,通过添加共模电,感器件和相应的连接电路,可以有效地减少共模噪声对USB设备的干扰。
  下图随便找的两个示例:
  在这里插入图片描述

  在这里插入图片描述

  注意:可能是设计习惯或者都可以的状态,这个电路发现有多种形式。

UART x 2

  在这里插入图片描述

RS485 x 1

  在这里插入图片描述

  使用了SIT3485E进行串口与485的电平以及逻辑转换,此图没有实现硬件上下拉,是软件控制,这部分可以进行一些调整。
SIT3485E集成芯片
  在这里插入图片描述

  SIT3485E是一款3.0V~5.5V宽电源供电、总线端口ESD水平达到15KVHBM以上、总线耐压范围达到±15V、半双工、低功耗,功能完全满足TIA/EIA-485标准要求的RS-485收发器。
  SIT3485E 包括一个驱动器和一个接收器,两者均可独立使能与关闭。当两者均禁用时,驱动器与接收器均输出高阻态。SIT3485E具有1/8负载,允许256个SIT3485E收发器并接在同一通信总线上。可实现高达12Mbps的无差错数据传输。
SIT3485E 工作电压范围为 3.0~5.5 V,具备失效安全(fail-safe)、限流保护、过压保护等功 能。
  在使用RS485收发器SIT3485ESA进行485通信时,常用的方式是使用软件控制方向。在空闲状态下,MCU控制485_EN为低电平,使SIT3485ESA处于接收状态;在准备发送数据之前,MCU会拉高485_EN,SIT3485ESA就会处于发送状态,发送完毕之后,485_EN重新处于低电平,SIT3485ESA也再次处于接收状态。


总结

  串口、485为常用串行通讯接口,单片机也好,复杂的系统也罢都是离不开这几项的,然后还有USB,本篇完。


上一篇:《硬件开发笔记(十六):RK3568底板电路mipi摄像头接口原理图分析、mipi摄像头详解》
下一篇:敬请期待…


若该文为原创文章,转载请注明原文出处
本文章博客地址:https://hpzwl.blog.csdn.net/article/details/139589308

这篇关于硬件开发笔记(十七):RK3568底板电路串口、485、usb原理图详解的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/1051547

相关文章

MySQL中的分组和多表连接详解

《MySQL中的分组和多表连接详解》:本文主要介绍MySQL中的分组和多表连接的相关操作,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,感兴趣的朋友一起看看吧... 目录mysql中的分组和多表连接一、MySQL的分组(group javascriptby )二、多表连接(表连接会产生大量的数据垃圾)MySQL中的

Java 实用工具类Spring 的 AnnotationUtils详解

《Java实用工具类Spring的AnnotationUtils详解》Spring框架提供了一个强大的注解工具类org.springframework.core.annotation.Annot... 目录前言一、AnnotationUtils 的常用方法二、常见应用场景三、与 JDK 原生注解 API 的

redis中使用lua脚本的原理与基本使用详解

《redis中使用lua脚本的原理与基本使用详解》在Redis中使用Lua脚本可以实现原子性操作、减少网络开销以及提高执行效率,下面小编就来和大家详细介绍一下在redis中使用lua脚本的原理... 目录Redis 执行 Lua 脚本的原理基本使用方法使用EVAL命令执行 Lua 脚本使用EVALSHA命令

SpringBoot3.4配置校验新特性的用法详解

《SpringBoot3.4配置校验新特性的用法详解》SpringBoot3.4对配置校验支持进行了全面升级,这篇文章为大家详细介绍了一下它们的具体使用,文中的示例代码讲解详细,感兴趣的小伙伴可以参考... 目录基本用法示例定义配置类配置 application.yml注入使用嵌套对象与集合元素深度校验开发

Python中的Walrus运算符分析示例详解

《Python中的Walrus运算符分析示例详解》Python中的Walrus运算符(:=)是Python3.8引入的一个新特性,允许在表达式中同时赋值和返回值,它的核心作用是减少重复计算,提升代码简... 目录1. 在循环中避免重复计算2. 在条件判断中同时赋值变量3. 在列表推导式或字典推导式中简化逻辑

Java Stream流使用案例深入详解

《JavaStream流使用案例深入详解》:本文主要介绍JavaStream流使用案例详解,本文通过实例代码给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录前言1. Lambda1.1 语法1.2 没参数只有一条语句或者多条语句1.3 一个参数只有一条语句或者多

SpringBoot整合mybatisPlus实现批量插入并获取ID详解

《SpringBoot整合mybatisPlus实现批量插入并获取ID详解》这篇文章主要为大家详细介绍了SpringBoot如何整合mybatisPlus实现批量插入并获取ID,文中的示例代码讲解详细... 目录【1】saveBATch(一万条数据总耗时:2478ms)【2】集合方式foreach(一万条数

Python装饰器之类装饰器详解

《Python装饰器之类装饰器详解》本文将详细介绍Python中类装饰器的概念、使用方法以及应用场景,并通过一个综合详细的例子展示如何使用类装饰器,希望对大家有所帮助,如有错误或未考虑完全的地方,望不... 目录1. 引言2. 装饰器的基本概念2.1. 函数装饰器复习2.2 类装饰器的定义和使用3. 类装饰

MySQL 中的 JSON 查询案例详解

《MySQL中的JSON查询案例详解》:本文主要介绍MySQL的JSON查询的相关知识,本文给大家介绍的非常详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友参考下吧... 目录mysql 的 jsON 路径格式基本结构路径组件详解特殊语法元素实际示例简单路径复杂路径简写操作符注意MySQL 的 J

Go语言开发实现查询IP信息的MCP服务器

《Go语言开发实现查询IP信息的MCP服务器》随着MCP的快速普及和广泛应用,MCP服务器也层出不穷,本文将详细介绍如何在Go语言中使用go-mcp库来开发一个查询IP信息的MCP... 目录前言mcp-ip-geo 服务器目录结构说明查询 IP 信息功能实现工具实现工具管理查询单个 IP 信息工具的实现服