UART和IrDA、LIN的關系
時間：2023-11-01 來源：華清遠見
UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一種通用的串行通信接口，常用于將數據以串行格式傳輸到外部設備或從外部設備接收串行數據。IrDA（Infrared Data Association）和LIN（Local Interconnect Network）是兩種特定的通信協議，它們可以在UART硬件的基礎上實現。
一、IRDA
IRDA紅外通信是一種利用紅外線傳輸信息的通信方式，可傳輸語言、文字、數據、圖像等信息。
IrDA數據通信按發送速率分為三大類：SIR、MIR和FIR。串行紅外（SIR）的速率覆蓋了RS-232端口通常支持的速率（9600b/s～115.2kb/s）。MIR可支持0.576Mb/s和1.152Mb/s的速率；高速紅外（FIR）通常用于4Mb/s的速率，有時也可用于高于S1R的所有速率。
IrDA即紅外數據協會，全稱The Infrared Data Association，是1993年6月成立的一個國際性組織，專司制訂和推進能共同使用的低成本紅外數據互連標準，支持點對點的工作模式。由于標準的統一和應用的廣泛，更多的公司開始開發和生產IrDA模塊，技術的進步也使得IrDA模塊的集成越來越高，體積也越來越小。IrDA1.0可支持最高115.2kbps的通信速率，而IrDA1.1可以支持的通信速率達到4Mbps。
以STM32F7舉例，只能支持IrDA1.0協議。控制器做的就是波形轉換。如下圖：
通過串口發送數據，控制器轉換成IrDA相應的波形，再通過外接的驅動器、LED發射出去。接收也一樣。接收信號，解碼接收。
二、LIN
LIN（Local Interconnect Network）是一種串行通信協議，特別用于汽車和工業應用中的電子控制單元（ECU）之間的通信。LIN的設計目標是提供一種低成本、低帶寬和低復雜度的通信解決方案，適用于車輛內部的各種控制和監視任務。
以下是關于LIN協議的一些關鍵特點和概念：
1、主從結構： LIN網絡通常由一個主站和多個從站組成。主站通常是車輛上的主要控制單元，而從站可以是各種輔助設備或傳感器。主站負責發送命令和請求，而從站響應并提供相應的數據。
2、低速通信： LIN通常以較低的數據傳輸速率進行通信，典型的速率為19.2 Kbps。這對于多數車輛內部的任務足夠，而且有助于減少成本和功耗。
3、數據幀： LIN通信使用特定格式的數據幀，其中包括同步字段、標識符、數據和校驗位。每個從站都有一個唯一的標識符，主站使用這些標識符來選擇要與之通信的從站。
4、周期性通信： LIN通信通常是周期性的，用于傳輸控制命令和獲取傳感器數據。這對于實時控制和監測任務非常重要。
5、低成本： LIN設計用于降低成本。它通常使用單線物理層（單線通信總線），這有助于減少線束的復雜性和成本。
6、錯誤處理： LIN協議包括一些錯誤檢測和糾正機制，以確保數據的可靠傳輸。這對于車輛內部通信非常重要，因為存在干擾和噪聲。
7、應用領域： LIN通常用于車輛內部，用于控制車輛的許多不同方面，如窗戶升降、燈光控制、座椅調節、空調控制等。它還在工業自動化等領域得到應用。
LIN是一種專門用于低成本、低速率、周期性通信的串行通信協議，特別適用于車輛內部的控制和監視任務。它的主要優勢在于降低了系統成本、簡化了線束布線，同時提供了足夠的性能來滿足這些應用領域的需求。
三、總結
UART：UART是一種通用的串行通信接口，通常用于在微控制器、計算機和外部設備之間傳輸數據。它使用異步通信，即發送和接收的數據不需要時鐘同步。UART硬件提供了發送和接收數據的能力，通常包括一個發送緩沖區和一個接收緩沖區，以及波特率控制和數據位控制等功能。UART本身并不關心傳輸的數據內容，只提供物理層的串行通信。
IrDA：IrDA是一種紅外線數據通信協議，用于通過紅外線傳輸數據。它可以在UART硬件上實現，通常需要特定的硬件支持紅外通信。IrDA定義了數據傳輸的物理層和數據鏈路層規范，以確保數據的可靠傳輸。通常，IrDA通信使用UART硬件進行物理層傳輸，然后使用IrDA協議處理數據。
LIN：LIN是一種局域網通信協議，專門用于在汽車和工業應用中的電子控制單元（ECU）之間進行通信。與UART不同，LIN是更高級別的協議，定義了數據幀結構、通信速率、錯誤處理等。通常，LIN通信可以在UART硬件的基礎上實現，但需要特定的LIN傳輸協議棧來處理數據。
總結來說，UART是通用的串行通信接口，而IrDA和LIN是特定的通信協議，它們可以在UART硬件的基礎上實現，但需要額外的協議處理來滿足特定的通信需求。 IrDA用于紅外通信，而LIN用于車輛和工業領域的局域網通信。UART可以作為底層物理層接口來支持這兩種協議。
