嵌入式开发板硬件 *** 作入门学习5——使用一线传输双向数据

使用一线传输双向数据 1. 面临的问题

两个设备之间，只使用一条数据线，能否传输双向的数据？

• A发出高电平，B发出低电平
  • 电路可能被损坏
  • 电路上到底是高电平还是低电平？不能确定
• 问题在于：有两个设备试图同时驱动电路

2. 解决方法

不让双方同时驱动电路，或者即使同时驱动也没关系：

• 不让双方同时驱动电路：双方无法约定时间，此方法不可行
• 即使同时驱动也没关系：可行，电路如下：

真值表如下：（下表中A、B的0和1值代表是否驱动三极管，0表示不驱动，1表示驱动。）

A	B	DATA
0	0	1(由上拉电阻决定)
0	1	0
1	0	0
1	1	0

从真值表和电路图我们可以知道：

• 当某一个芯片不想影响SDA线时，那就不驱动这个三极管
• 想让DATA输出高电平，双方都不驱动三极管(SDA通过上拉电阻变为高电平)
• 想让DATA输出低电平，就驱动三极管

芯片内部的三极管，被称为open collector，开集，也就是在芯片内部三极管的集电极是开放的。
芯片内部不驱动三极管是，集电极的电平由外面的上拉电阻决定。

这种电路实现了：

• 双方设备即使同时想输出不同的电平：
  • 电路也不会被损坏
  • 电平也是确定的

3. 双向传输示例

• 初始状态：一开始，双方都不驱动三极管，DATA为高

• 起始信号和回应：A想传输数据给B，发出开始信号、得到回应信号

  • A检测DATA线，高表示对方没有占用数据线
  • A驱动三极管，使得DATA为低，用来通知B：我就要传输数据了
  • A释放三极管，DATA变为高
  • B驱动三极管，使得DATA为低，用来通知A：好的，我准备好了(这是一个回应信号)
  • B释放三极管，DATA变为高

• 传输：A发送数据给B，比如传输2位数据0、1

  • 双方都使用同一套数据表示方法，比如使用60US来传输一位数据，数值由DATA电平决定
  • 在第1个60us，A设置DATA为低；在同一时间，B读取DATA电平得到数据0
  • 在第2个60us，A设置DATA为高；在同一时间，B读取DATA电平得到数据1

• 结束：A释放三极管，DATA变为高电平

• 这时候，B也可以使用一样的方法给A传输数据

配套视频网站：
B站:https://www.bilibili.com/video/BV17g411F7oR?p=9
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