示波器UART I2C及SPI簡介應用

1.UART

    通用異步收發傳輸器為UniversalAsynchronousReceiver/Transmitter的簡稱。硬件的部分是將數據由串行傳輸（Serialcommunication）與并列傳輸(Parallelcommunication)間作傳輸轉換。UART通常用在與其它通訊協議（如EIARS-232）的連結上。

    UART包括了RS232、RS449、RS423、RS422和RS485等接口標準規范和總線標準規范，是對應各種異步串行通信接口標準和總線標準，它規定了通信的電氣特性、傳輸速率、連接特性和接口的機械特性等內容。實際上是屬于通信網絡中的物理層（zui底層）的概念，與通信協議沒有直接關系。其通訊示意圖如圖2所示。GDS-3000針對UART的測試與解碼示意如圖3及圖4所示。

圖1:UART示意圖

圖2:數字示波器測試示意圖

圖3:數字示波器UART解碼示意圖

2.SPI

    序列周邊接口（SerialPeripheralInterfaceBus，SPI），類似I2C，是一種4線同步序列數據協議，適用于可攜式裝置平臺系統，但使用率較I2C少。序列周邊接口一般是4線，有時亦可為3線。所以在示波器的選擇上,需要4通道的機種才能完成SPI的測試需求。

    其標準的信號全名如下：

    SCLK-SerialClock串行頻率(從控制端輸出)

    MOSI-MasterOutputSlaveInput主輸出從輸入(從控制端輸出)

    MISO-MasterInputSlaveOutput主輸入,從輸出(從被控制端輸出)

    SS-SlaveSelect從選擇(低準位動作、從控制端輸出)

    使用者可透過SPIMaster來控制SPISlave，接線示意圖如圖8所示，GDS-3000測試示意如圖9所示。

圖4:SPI控制示意圖

圖5:數字示波器SPI接線示意圖

   數字示波器串行總線譯碼功能已包含SPI的分析，其分析效果如圖6所示。

圖6:數字示波器SPI解碼示意圖

3.I2C

    I2C(Inter－IntegratedCircuit)總線是由PHILIPS公司于1980年代初期所開發的。原本的目的是為了在電視機內部讓處理器CPU芯片與周邊芯片更容易連接。zui初廣泛地應用于音頻和視頻設備開發，如今主要應用在服務器管理、溫?感測、電壓準位轉換、EEPROM、一般化IO接口、A/D與D/A轉換、語音編碼(CODEC)、微控制器中使用。其中包括單個組件狀態的通信，管理員可對各個組件進行查詢，以管理系統的配置或掌握組件的功能狀態，如電源和系統風扇，可隨時監控內存、硬盤、網絡、系統溫度等多個參數以增加了系統的安全性，方便了管理。數據傳輸率可選擇7bit尋址的100kbits/s及高速的10bit尋址的3.4Mbits/s。

    I2C的特點包含﹕

    l半雙工總線，只需要兩條信號線：串行數據線(SDA)及串行頻率線(SCL)

    l總線上每一連結的組件皆有獨立有*的地址，復雜系統藉由軟件控制尋址功能，而?需要硬件電?進?地址譯碼動作

    l支援多主控端總線(Multi-MasterBus)

    其示意圖如圖7所示

圖7: I2C 示意圖

    而透過GDS-3000串行總線的I2C譯碼功能，可實時分析I2C信號，其測試示意及解碼效果如圖6、7所示。

圖8:數字示波器I2C接線示意圖

圖9:數字示波器I2C解碼示意圖

結語

    透過數字示波器串行總線的譯碼與分析功能，使用者可輕易地透過示波器面板的快速鍵選擇UART，I2C及SPI的譯碼功能。快速的譯碼及分析功能可快速降低測量的時間。選擇50MHz~350MHz*性價比的波形分析與解碼的測量解決方案。