19. ARM裸机开发（45道）***3***

3.I/O接口（17道）

3.1 GPIO口一般有哪三个寄存器？

以S3C2410为例，有控制寄存器、数据寄存器、上拉寄存器。

3.2 GPIO的输入输出模式有哪些？

答案：

（1）输入模式：浮空输入、带上拉输入、带下拉输入、模拟输入。

（2）输出模式：开漏输出、推挽输出、开漏复用输出、推挽复用输出。

解读：

（1）异步串行方式的特点：

①以字符为单位传送信息，相邻两个字符间的间隔是任意长；即字符内部各位同步，字符间异步；

②因为一个字符中的比特位长度有限，所以接收时钟和发送时钟只要相近就可以了。

（2）同步串行方式的特点：

①以数据块为单位传送信息，在一个数据块内，字符与字符之间无间隔；即字符内部各位同步，字符间也同步；

3.6 SPI的四种操作时序分别是什么？

SPI的时钟极性CPOL和时钟相位CPHA可以分别为0或1，由此构成了四种组合：

3.7哪种总线方式是全双工类型？哪种总线方式的传输距离较短？

（1）UART、SPI是全双工类型。

（2）IIC、USB的传输距离较短。

（1）判断端口号：首先搜索计算机可用端口，然后逐个打开，分别定时1.5秒，有数据进来则认为是目标端口。

（2）波特率判断：将本机波特率分别设置为2400、4800、9600、19200、38600、57600、115200，每个波特率定时1.5秒，对收到的ASCII码进行分析，将小于等于127的认为是正常的字符，将大于127的认为是乱码，当正常字符数目大于等于10倍乱码数目则认为当前波特率为正确波特率，并终止往后搜索。另外，也可以通过示波器判断。

3.9串口如何发送浮点型数据？

可将多字节的浮点型数据分解成单字节逐个发送，接收后组合还原。

（1）使用共用体来分解

union  
{  
    float f;  
    unsigned long l;  
}data_TX;  
data_TX.f = 123.456;  

（2）发送时发送4字节（小端模式，低位先发）

TX = (unsigned char)data_TX.l;       // 低8位  
TX = (unsigned char)(data_TX.l >> 8);  
TX = (unsigned char)(data_TX.l >> 16);  
TX = (unsigned char)(data_TX.l >> 24);  // 高8位  

（3）接收端也定义同样的结构体，并接收4字节数据

union  
{  
    float f;  
    unsigned long l;  
}data_RX;  
data_RX.l = RX;      // 低8位  
data_RX.l |= RX << 8;  
data_RX.l |= RX << 16;  
data_RX.l |= RX << 24; // 高8位  

（4）最后data_RX.f == data_TX.f。

答案：

（1）UART是一种具有协议特征的收发器/接口/总线，也就是说它是一个按照特定协议来收发数据的硬件，它规定了数据按照什么格式和时序来传输。

（2）而TTL、RS-232、RS-485是三种不同的电气协议，是对电气特性的规定，作用于数据传输通路，但它并不包含对数据的处理方式。UART可以使用TTL电平，也可以使用RS-232、RS-485电平。

解读：三种电气协议的区别：

（1）区别：

①抗干扰性：RS-485接口的抗干扰性比RS-232接口强，因为RS-485采用差分传输。

②传输距离：RS-485接口（1200m）的传输距离比RS-232接口（50m）远。

③通信能力：RS485接口在总线上允许连接多达128个收发器，而RS-232接口只允许一对一通信。

④传输速率：RS-485接口的最高传输速率为10Mbps，而RS-232接口为20Kbps。

⑤信号线：RS-485接口组成半双工网络需要两根信号线，组成全双工网络需要四根信号线；RS-232接口一般使用RXD、TXD、GND三根线组成全双工网络。

⑥电气电平值：RS-485接口规定A线电平比B线电平高200mV以上时为逻辑“1”，A线电平比B线电平低200mV以上时为逻辑“0”。RS-232接口规定-5V ~ -15V等于逻辑“1”，+5V ~ + 15V为逻辑“0”，噪声容限为2V。

（2）联系：

①都可通过DB-9连接器连接。

②均可采用屏蔽双绞线传输。

③都是串行通信。

④通信方式都是全双工（一般RS-485是半双工）。

（1）在数据位的两端添加了起始位、奇偶校验位、停止位等用于数据的同步和纠错。

（2）在接收端用16倍波特率对数据进行采样，取中间的采样值，很大程度上确保了采样数据的正确性。

3.13保证数据无串扰，参数设置正确，但是串口A传输float类型给串口B，总是出现错误，请问可能是什么原因？

可能是发送端和接收端的大小端不一致。

（1）MSB(Most Significant Bit)：最高有效位，是指二进制中最高值的比特。

（2）LSB(Least Significant Bit)：最低有效位，是指二进制中最低值的比特。

（1）异步通信（UART）和同步通信（SPI、IIC、USB等）。

（2）串行速度慢但占用资源少、线间干扰小；并行速度快但占用资源多、线间干扰相对大。

3.17 CAN总线接口相对于RS-232接口、RS-485接口的优点是什么？

（1）CAN总线接口相对于RS-232接口的优点是抗干扰能力强、传输距离远。它采用差分传输，内置CRC校验，传输可靠性强。

（2）CAN总线接口相对于RS-485接口的优点是能构成多主系统，同一时刻可以有两个或两个以上的设备处于发送状态，适用于实时性要求高的工控领域。