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一、UART

UART是一種通用串行數(shù)據(jù)總線(xiàn)，用于異步通信。該總線(xiàn)雙向通信，可以實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸和接收。

1.1接口（兩根線(xiàn)）

    UART TX：發(fā)送

    UART RX：接收

1.2如何傳輸

    UART作為異步串口通信協(xié)議的一種，工作原理是將傳輸數(shù)據(jù)的每個(gè)字符一位接一位地傳輸。

每一個(gè)位的含意

1.起始位：先發(fā)出一個(gè)邏輯”0”的信號(hào)，表示傳輸字符的開(kāi)始。

2.數(shù)據(jù)位：緊接著起始位之后。資料位的個(gè)數(shù)可以是4、5、6、7、8等，構(gòu)成一個(gè)字符。通常采用ASCII碼。從位開(kāi)始傳送，靠時(shí)鐘定位。

3.奇偶校驗(yàn)位：資料位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)(偶校驗(yàn))或奇數(shù)(奇校驗(yàn))，以此來(lái)校驗(yàn)資料傳送的正確性。

4.停止位：它是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志?？梢允?/span>1位、1.5位、2位的高電平。

5.空閑位：處于邏輯“1”狀態(tài)，表示當(dāng)前線(xiàn)路上沒(méi)有資料傳送。

什么叫做異步通訊？

異步通信是指通信中兩個(gè)字符（8位）之間的時(shí)間間隔是不固定的，而在一個(gè)字符內(nèi)各位的時(shí)間間隔是固定的。

1.3波特率

   波特率通常單位是bit/s，也就是二進(jìn)制位/秒。因?yàn)橐粋€(gè)字節(jié)是8個(gè)bit，波特率就是一秒種傳輸0或1的個(gè)數(shù)，若波特率是9600那么它傳輸一位0或1的時(shí)間就是1/9600秒。而一個(gè)字節(jié)通常可以表達(dá)一個(gè)ASCII碼，比如一個(gè)英文字母，所以：9600的波特率的信道，理論上每秒可以傳輸9200/8個(gè)英文字母的數(shù)據(jù)量，也就是1200個(gè)字節(jié)，大約1.2KB。而19200則是每秒可傳輸2400字節(jié)。

二、SPI

      SPI是一種全雙工短距單主設(shè)備通信協(xié)議，與UART不同，它是一種同步通信協(xié)議。SPI簡(jiǎn)單的連接方式之一是主從連接。

2.1接口（四根線(xiàn)）

    SCLK：串行時(shí)鐘，用來(lái)同步數(shù)據(jù)傳輸，由主機(jī)輸出

    MISO：主機(jī)輸入從機(jī)輸出（Master In Slave Out）

    MOSI：主機(jī)輸出從機(jī)輸入（Master Out Slave In）

    CS：片選線(xiàn)，低電平有效，由主機(jī)輸出

在SPI總線(xiàn)上，某一時(shí)刻可以出現(xiàn)多個(gè)從機(jī)，但只能存在一個(gè)主機(jī)，主機(jī)通過(guò)片選線(xiàn)來(lái)確定要通信的從機(jī)。這就要求從機(jī)的MISO口具有三態(tài)特性，使得該口線(xiàn)在器件未被選通時(shí)表現(xiàn)為高阻抗。

2.2如何傳輸

在一個(gè)SPI時(shí)鐘周期內(nèi)，會(huì)完成如下操作：

    主機(jī)通過(guò)MOSI線(xiàn)發(fā)送1位數(shù)據(jù)，從機(jī)通過(guò)該線(xiàn)讀取這1位數(shù)據(jù)；

    從機(jī)通過(guò)MISO線(xiàn)發(fā)送1位數(shù)據(jù)，主機(jī)通過(guò)該線(xiàn)讀取這1位數(shù)據(jù)。

  這是通過(guò)移位寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)的。主機(jī)和從機(jī)各有一個(gè)移位寄存器，且二者連接成環(huán)。隨著時(shí)鐘脈沖，數(shù)據(jù)按照從高位到低位的方式依次移出主機(jī)寄存器和從機(jī)寄存器，并且依次移入從機(jī)寄存器和主機(jī)寄存器。當(dāng)寄存器中的內(nèi)容全部移出時(shí)，相當(dāng)于完成了兩個(gè)寄存器內(nèi)容的交換。

三、I2C

I2C是一種用兩條連線(xiàn)工作的半雙工協(xié)議（半雙工是通信的一種類(lèi)型，即只要發(fā)送端在發(fā)送數(shù)據(jù)，接收端只能而不能發(fā)送數(shù)據(jù)）。

3.1接口（兩條線(xiàn)）

    SDA：數(shù)據(jù)線(xiàn)

    SCL：時(shí)鐘線(xiàn)

    I2C的連線(xiàn)總是要通過(guò)電阻上拉至輸入電壓，I2C的連線(xiàn)工作于三種速度：高速，快速，慢速。

3.2如何傳輸

   如果主機(jī)要發(fā)送數(shù)據(jù)給從器件，則主機(jī)首先尋址從器件，然后主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)至從器件，最后由主機(jī)終止數(shù)據(jù)傳送；

    如果主機(jī)要接收從器件的數(shù)據(jù)，首先由主器件尋址從器件．然后主機(jī)接收從器件發(fā)送的數(shù)據(jù)，最后由主機(jī)終止接收過(guò)程。在這種情況下．主機(jī)負(fù)責(zé)產(chǎn)生定時(shí)時(shí)鐘和終止數(shù)據(jù)傳送。

傳輸格式：

    每個(gè)字節(jié)必須是8位，位為響應(yīng)位

    每次傳輸可以發(fā)送的字節(jié)數(shù)量不受限制

    最開(kāi)始發(fā)送的是從機(jī)地址

應(yīng)答響應(yīng)：

    地址匹配完成會(huì)得到響應(yīng)信號(hào)（ACK），說(shuō)明這個(gè)設(shè)備是存在的

    開(kāi)始信號(hào)：主機(jī)讓時(shí)鐘SCL保持高電平，數(shù)據(jù)SDA由高電平調(diào)轉(zhuǎn)到低電平

    停止線(xiàn)號(hào)：主機(jī)讓式中SCL保持高電平，數(shù)據(jù)SDA由低電平跳轉(zhuǎn)到高電平。

    響應(yīng)信號(hào)（ACK）：接收器在接收到8位數(shù)據(jù)后，在第9個(gè)時(shí)鐘周期，拉低SDA為低電平。

    SDA上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)必須在SCL為高電平的期間保持穩(wěn)定，外部設(shè)備會(huì)在SCL在高電平的時(shí)候讀取數(shù)據(jù)

    SDA上的數(shù)據(jù)只能在SCL為低電平期間發(fā)生變化

四、CAN

CAN是一種用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊協(xié)議總線(xiàn)，它可以使用雙絞線(xiàn)來(lái)傳輸信號(hào)，是世界上應(yīng)用泛的現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)之一。

CAN通訊系列--CAN通訊簡(jiǎn)介1 - 知乎

4.1接口（兩條線(xiàn)）

    CAN_High

    CAN_Low

4.2如何傳輸

發(fā)送過(guò)程：

CAN控制器將CPU傳來(lái)的信號(hào)轉(zhuǎn)換為邏輯電平（0或1），CAN發(fā)射器接收到邏輯電平后，再將其轉(zhuǎn)換為差分電平輸出到CAN總線(xiàn)上。

接收過(guò)程：

CAN接收器將CAN_H和CAN_L線(xiàn)上傳來(lái)的差分電平轉(zhuǎn)換為邏輯電平輸出到CAN控制器，CAN控制器再把該邏輯電平轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的信號(hào)發(fā)送到CPU上。