【蓝桥杯—单片机】通信总线专项 | 真题整理、解析与拓展 (更新ing...)

通信总线专项

前言

在本文中我会把 蓝桥杯单片机赛道 历年真题 中涉及到通信总线的题目整理出来,并且做一定的整理和解析,同时进行相关内容的拓展。

先来看官方给的大纲,这块主要涉及到四个考点:

SPI

SPI 传输协议通常使用 4 根总线,分别是:

  1. MOSI (Master Out Slave In)/ SDI :主出从入,主设备向从设备传输数据线路。
  2. MISO (Master In Slave Out)/ SDO:主出从入,从设备向主设备反馈数据的线路。
  3. SCLK (Serial Clock)/ SCK:串行时钟,由主设备产生,为数据传输提供同步时钟信号。
  4. CS (Chip Select)/ NSS (Slave Select):从机选择(片选信号),主设备通过它来选定当前通信的从设备

第十五届省赛题

这道题考察对SPI四根总线功能的理解。

主设备选择从设备,那就是从机选择(Slave Select),也就是片选信号NSS。

D

提醒 : 平常也要关注一下四根总线的别名(题外话:我们在程序题里用的变量名多是SDO、SDA、SCK之类,难免对它的别名有些陌生,所以在看到这道题的时候可能有同学觉得完全不认识,这都是正常的,多认识认识就好了)

UART/RS485/RS232

UART

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter,通用异步收发传输器),采用 单端、串行、异步、全双工 的传输方式。

RS485

RS485,采用 差分传输、半双工、多点通信。

RS232

RS232 采用 单端、串行、异步、全双工的传输方式。

第十三届省赛题

差分传输:在两跟总线上传输信号,且这两个信号振幅相同,相位相反,信号的逻辑状态通过两根总线上电压差表示。
和差分传输同级的是 单端传输

USB(通用串行总线)采用差分传输。它有两根信号线 D + 和 D-。当 D + 的电压高于 D - 的电压时,表示逻辑 "1";当 D + 的电压低于 D - 的电压时,表示逻辑 "0"。

RS232 只有一根总线,采用单端传输

RS485 采用差分传输

1-wire 只有一根总线,采用单端传输

AC

小结和拓展:传输方式的分类

按信号的传输模式 分:

  1. 单端传输:只有一根总线传输信号,用总线对地电压表示逻辑状态
  2. 差分传输:两根总线传输信号,且这两个信号振幅相同,相位相反,信号的逻辑状态通过两根总线上电压差表示。

信号的传输方向 分:

  1. 单工:信号只能单向传输
  2. 半双工:信号可以双向传输,但是不能同时进行
  3. 全双工: 信号可以双向传输,且能同时进行

按照数据传输的方式分:

  1. 串行通信:每次只能传输一个数据
  2. 并行通信: 多个数据可以同时传输(前提是有多根数据线)

第十三届省赛

这道题考察全双工和串行通信的概念。

全双工串行通信就是在串行通信的基础上,实现数据在两个方向上的同时传输。

A:这个说法没问题,但是这是单选题,这个选项的说法范围太大了,它对于半双工也一样适用

B:这是全双工最明显的特点

C:虽说要实现两个数据可以同时双向传输,但是也不代表就需要两根数据线,特殊的技术也可以实现一根数据线双向传输不干扰,比如 1-wire

D:通讯模式和速度可编程、可配置是串口的一些功能特性,和全双工没关系。

B

其他相关考点

网络传输速率

网络传输速率又叫数据传输速率 / 比特率 ,描述的是网络传播数据的快慢,其基本单位是比特每秒(bit/s 或 bps)

第十五届省赛

这道题考察单位的含义。

简单说一下速率单位的构成,一般分为两个部分:表示变化量的单位和表示时间的单位,中间一般用 " / "(per , 读作 "每")隔开,但是有时候也会不用 " / " 而 直接用英文 " p " (比如说:bps、ppb、ips、fps...)。

这样的话,单从这四个选项的构成就可以看出来了。

然后我们具体来看看这些单位都是什么意思:

  1. Mbps:(Megabits per second)即兆比特每秒,表示一秒传输的数据量,是网络传输速率的常用单位。
  2. GHz(吉赫兹)和 MHz(兆赫兹)是频率单位,用于衡量周期性信号在单位时间内的振荡次数,比如 CPU 的主频等;
  3. MB(兆字节)是数据存储容量的单位 。

A

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