通信协议+知识点总结

UART

基本特点

异步，全双工

硬件组成

RX与TX相连，无需外接任何器件（空闲时为高电平）

通信过程

串口数据的发送与接收是基于帧结构的，即一帧一帧的发送与接收数据。每一帧除了中间包含 8bit 有效数据外，还在每一帧的开头都必须有一个起始位，且固定为 0；在每一帧的结束时也必须有一个停止位，且固定为 1，即最基本的帧结构（不包括校验等）有10bit。在不发送或者不接收数据的情况下，rx 和 tx 处于空闲状态，此时 rx 和 tx 线都保持高电平，如果有数据帧传输时，首先会有一个起始位，然后是 8bit 的数据位，接着有 1bit的停止位，然后 rx 和 tx 继续进入空闲状态，然后等待下一次的数据传输。。

RS232

除了逻辑电平不一样，其他和UART都一样

• 逻辑0：+5V – +15V
• 逻辑1：-15V – -5V

RS485

差分信号，半双工，适用于长距离传输

• 逻辑0：+2V – +6V
• 逻辑1：-6V – -2V

这里的电平指AB两线间的电压差

IIC

基本特点

同步，半双工
标准100KHz，最高400KHz（IIC主要应用于低速设备）

硬件组成

需外接上拉电阻

通信过程

空闲状态

SDA和SCL都处于高电平

开始信号S和终止信号P

在数据传输过程中，当SCL=0时，SDA才可以跳变；当SCL=1时，SDA必须保持稳定，一旦有电平跳变就代表是起始信号或终止信号。

• 起始信号S：SCL=1时，SDA由1->0
• 终止信号P：SCL=1时，SDA由0->1

数据有效性

在数据传输过程中，当SCL=0时，SDA才可以跳变；当SCL=1时，SDA必须保持稳定，一旦有电平跳变就代表是起始信号或终止信号。

在SCL=1时，SDA数据线稳定，数据有效。

应答信号

每当主机向从机发送完一个字节的数据，主机总是需要等待从机给出一个应答信号，以确认从机是否成功接收到了数据

主机将SCL拉高，读取SDA电平：

• SDA=0，表示有效应答位（ACK），表示从机已成功接收该字节
• SDA=1，表示非应答位（NACK），表示从机接收该字节失败

每次传输时，接收方都要返回一个ACK给发送方，才能继续数据通信

IIC写数据

1.主机发送设备地址（前7位为设备地址，第8位代表W）；
2.各从机比对自己的地址，匹配则发送ACK；
3.主机收到ACK，继续发送要访问的寄存器地址；
4.从机成功接收，发送ACK；
5.主机发送DATA。

写AT24C02时序：

IIC读数据

1.主机发送设备地址（前7位为设备地址，第8位代表W）；
2.各从机比对自己的地址，匹配则发送ACK；
3.主机收到ACK，继续发送要访问的寄存器地址；
4.从机成功接收，发送ACK；
5.主机重新发送一个S信号，发送设备地址（第8位为R）
6.从机成功接收，发送ACK；
7.从机紧接着返回对应地址寄存器数据，直到主机不在返回ACK。

读AT24C02时序：

SPI

基本特点