Протоколы связи — или как электронные устройства общаются между собой⁠⁠

В наших обучающих наборах используются контроллеры ESP32 и Arduino Nano. Их легко подключать к компьютеру, программировать и управлять ими. На их основе можно создать практически любое электронное устройство, что мы регулярно подтверждаем на нашем YouTube канале (ищите по названию аккаунта).

В любом проекте есть соответствующая компонентная база: сервоприводы, светодиоды, модули для отображения информации, кнопки, датчики и многое другое. Многие из них управляются очень легко, а для других нужны особые протоколы связи. Например, если речь идет об устройствах, которые содержат собственную микросхему контроллера.

Сегодня рассмотрим основные протоколы связи для проводной связки двух электрических модулей между собой.

1. UART является стандартным протоколом последовательной связи, который широко используется для связи между контроллерами, а также платы контроллера с персональным компьютером (например, для загрузки кода в плату). Он состоит из двух проводов — TX (передача данных) и RX (прием данных). UART поддерживает коммуникацию один-к-одному, где одно устройство передает данные другому.

2. I2C является протоколом шины данных для связи нескольких интегральных микросхем (ИС) вместе. Это могут быть чип ATMega328P или ESP32 внутри программируемого контроллера, которые подключаются к микросхемам внутри других контроллеров или датчиков. Этот протокол также двухпроводной и его линии связи именуются следующим образом: SDA (передача данных) и SCL (синхронизация).

Очень важным преимуществом I2C является возможность подключить к контроллеру Arduino/ESP32 несколько устройств, используя одну шину и уникальные адреса. Подобный способ управления используется между Arduino/ESP32 и дисплеем 1602 со встроенным переходником для I2C.

3. SPI — это протокол последовательной связи, который чаще всего используется для взаимодействия с TFT-дисплеями, модулями памяти, система идентификации через RFID метки. Состоит из четырех проводов — MOSI, MISO, SCK и SS.