科普：常見串口通訊協議

　　什么是串口通訊協議?串口通信時所用的協議傳輸方式，專業(yè)術語解釋就是：串口一發(fā)送的數據給串口二，兩者都采用特定的數據包格式，才能進行收發(fā)。如都采用的是RS232協議，那么他們之間就可以進行數據收發(fā)，這就是串口通信協議。

　　在說串口常見的幾種通信協議前，我們需要知道串口通信協議是包括的有內部通信系統(tǒng)協議，和系統(tǒng)間協議的。

　　內部系統(tǒng)協議：常見的有CAN協議、I2C協議、SPI協議

　　系統(tǒng)間協議：常見的有USART協議、UART協議、USB協議。

　　什么是內部系統(tǒng)協議?內部系統(tǒng)協議用于通信電路板上的兩個設備。在使用這些系統(tǒng)內協議時，我們將不使用系統(tǒng)內協議而擴展微控制器的外圍設備。使用系統(tǒng)內協議會增加電路復雜度和功耗。使用系統(tǒng)內協議，電路復雜度和功耗降低，成本降低，并且訪問數據非常安全。

　　什么是系統(tǒng)間協議?用于通信兩個不同設備的系統(tǒng)間協議。就像計算機與微控制器套件之間的通信一樣。通過內部總線系統(tǒng)進行通信。

　　CAN協議

　　CAN代表控制器局域網，是一個串行通信協議。需要兩條線CAN高(H +)和CAN低(H-)，由Robert bosh公司于1985年開發(fā)的，用于車載網絡，基于面向消息的傳輸協議。

　　CAN協議常用于汽車、飛機和醫(yī)療系統(tǒng)中的電子網絡。

　　1970年代是汽車制造商開始引入新功能的時代，例如防抱死制動，空調，齒輪控制，中央操作門鎖等。這些功能確保了額外的接線和復雜的設計，從而增加了成本和風險。為了克服這些問題，Robert Bosch在1980年代引入了CAN協議。此串行通信協議在1993年進一步標準化為ISO11898。正是CAN協議完全改變了高級傳感器之間的通信。

　　I2C協議

　　I2C總線是由飛利浦半導體公司開發(fā)的。其最初目的是提供一種將CPU連接到外圍設備芯片的簡便方法。嵌入式系統(tǒng)中的外圍設備通常作為內存映射設備連接到微控制器。I2C僅需要兩條線即可將所有外設連接到微控制器。這些稱為SDA和SCL的有源線都是雙向的。SDA線是串行數據線，而SCA線是串行時鐘線。

　　I2C代表內部集成電路。I2C只需兩條線即可將所有外設連接到微控制器。I2C只需兩條線SDA(串行數據線)和SCL(串行時鐘線)即可在設備之間傳輸信息，從屬通信協議的主控。每個從站都有一個唯一的地址。主設備發(fā)送目標從設備的地址和讀/寫標志。該地址與該設備打開的任何從設備匹配，其余從設備處于禁用模式。一旦地址匹配，在主機和該從機之間進行通信，并發(fā)送和接收數據。發(fā)送器發(fā)送8位數據，接收器回復1未確認。通訊完成后，主站發(fā)出停止條件。

　　SPI協議

　　SPI代表串行外設接口，摩托羅拉開發(fā)的串行通信協議之一。有時SPI協議也稱為4線協議，需要實現MOSI，MISO，SS和SCLK.SPI協議用于通信主設備和從設備。主機首先使用頻率配置時鐘。然后，主機通過拉片選按鈕選擇特定的設備進行通信。選擇該特定設備并開始主機與該特定從機之間的通信。主機一次僅選擇一個從機，是一種全雙工通信協議。在未傳輸的情況下，不限于8位字。

　　USART協議

　　USART代表通用的同步和異步發(fā)送器和接收器，是兩種協議的串口通信。數據電纜信號線標記為Rx和TX。該協議用于逐字節(jié)發(fā)送和接收數據以及時鐘脈沖。這是一種全雙工協議，意味著同時以不同的板速發(fā)送和接收數據。不同的設備通過此協議與微控制器通信。

　　UART協議

　　UART代表通用異步發(fā)送器和接收器。UART協議是具有兩個有線協議的串口通信。數據電纜信號線標記為Rx和Tx。串口通信通常用于發(fā)送和接收信號。被傳輸并與串口通信接收數據，而沒有類脈沖。UART接收數據字節(jié)并按順序發(fā)送各個位。

　　USAT協議在嵌入式系統(tǒng)中，通常作為 MCU 的外設; 一般來說，由芯片引腳直接引出的一般是 TTL 電平，而中間接有轉換芯片的可能就是RS232電平。

　　UART是半雙工協議。半雙工意味著具有傳輸和接收數據的功能，但不能同時進行。大多數控制器在電路板上都有硬件UART。使用一條數據線來發(fā)送和接收數據，具有一個起始位、一個8位數據和一個停止位，表示8位數據傳輸一個人的信號是從高到低。例如：電子郵件、短信、對講機，工業(yè)物聯網傳輸設備串口服務器。

　　USB協議

　　USB代表通用串行總線。同樣，兩種協議的串行通信。數據電纜信號線標記為D +和D-。此協議用于與系統(tǒng)外圍設備進行通信。USB協議用于向主機和外圍設備串行發(fā)送和接收數據.USB通信需要基于系統(tǒng)功能的驅動程序軟件.USB設備可以在其上傳輸數據主機上沒有任何請求的總線?，F在，當今大多數設備都在使用這種技術與USB協議進行通信。像計算機一樣使用USB與ARM控制器通信。USB以不同的模式傳輸數據。第一個是10 kbps至100 kbps的慢速模式;第二個是全速模式500kbps至10mbps，高速模式25mbps至400Mbps，USB最大電纜長度為4米。

　　例如：集線器、開關、鼠標、鍵盤、筆式驅動器。