2019-12-16

目前，我们一般都从核心出发，向外了解功能，而并没有对开发板整体进行介绍。这一块板功能比较全面，核心板即是最小系统。长条的叫做内存，与之前片内的内存sram不同，此为片外的内存SDRAM，小方块是SPI-Flash，统称存储器。这两片芯片引脚数不同，则通信的方式也有区别。SDRAM使用并行接口，SPI-Flash使用串行接口。

串行与并行：

在正常通信过程中，硬件要进行交互，以高低电平构成数据，除数据线以外，还要有时钟对数据进行同步，一个时钟周期由一个上升沿，一个下降沿，一个高电平，一个低电平构成。

串行：每个时钟周期采样一位有效数据，对单一信号进行处理，这种采样方式叫做串行。优点：占用资源少、缺点：速度慢。

并行：每个时钟周期同时对多个信号进行读取，这种采样方式叫做并行。优点：速度快、缺点：资源占用多。

事实上，在生产生活中，室内的通信场景中，使用的并行通信少之又少，除了资源占用多以外，这种通信方式的抗干扰能力也比较差。

串行接口：

通用异步收发器（UART），应用频率最高的硬件通信设备；

SPI、I2C、

差分类：USB、ETH（网卡）、CAN（汽车用）、LIN（汽车用）

如何定义一个串行通信？

引入概念：

同步/异步：在整个通信中，有时钟线即是同步通信，没有时钟线即是异步通信，在异步通信中，以固定的传输速率进行通信，单位时间传输固定量数据位。所以同步通信准确，但需要一个时钟线，异步有一定误差，但是不需要时钟线，占用资源有差别；

单通/双通：在串行通信中，有一个通信方向的问题，单通只有一个方向，双通是两个方向可以传输数据。双通又分全双通和半双通，全双通是同时可以收发的，需要两根线，分别负责两个方向，半双通使用一根线，管脚在同一时刻只能处于发送或接受状态。

今天我们要讲的UART即是异步全双通通信外设，即只有数据线，没有时钟线，并且有两根数据线。

UART的协议：RS232/RS485/RS422现在我们主要了解RS232，这是目前工业生产中最常用的协议；

RS232的电气特性和帧格式：

电气特性：

235引脚分别用于发送、接收和接地。

平时利用TTL或者CMOS调制电平，其中TTL是0~5V，CMOS是0~3.3V，但事实上，我们平时把0~0.8v作为0,2.4~3.3v作为1。工业中，在需要抗干扰能力强的场景中，所以RS232使用更加宽的电平差即-15v~-3v为0；3v~15v为1。这就需要一个电平转换芯片。

帧格式：

通信过程中，是只靠传输速率就可以形成通信的稳定结构么？事实上不足以稳定，而应当把数据处理成包，所以需要帧格式对数据包进行处理。

一个数据包（帧）包含：

1.     起始

2.     有效数据

3.      校验

4.      结束

起始位：通常以一位低电平起始，称为s位，接下来是有效数据；

有效数据：通常使用的是8位或者9位，通常不会把有效数据位数设置太长，以免抗干扰能力下降。

校验：分为奇校验和偶校验，对有效数据所有为，1的个数是奇数还是偶数，如果使用奇校验，那么奇校验置1，使用偶校验则清0。若校验得到有跳变，则可以申请该帧数据重发。

结束：以高电平结束，根据帧格式，可能是0.5/1/1.5/2位高电平，有时可以用于同步传输速率，消除传输过程中的时间差。

常见数据保存格式：8N1即八位有效数据，无校验，1位结束位，也就是说一帧有效数据为10位。

传输速率（比特率）：单位：比特每秒（bit/s）

波特率：与比特率没有完全的映射关系，以码元为单位的传输速率，单位为B/s（码元每秒）

外设名UART在代码中也体现为一组连续的地址，通过数据的读取和存储实现通信。因为数据都是以帧为单位传输，所以每个管脚对应一个缓冲区。

发送和接收：

1.      发送

 

2.      接收

事实上，接收数据一般是突发事件，用中断方式实现。

 

 

 

CTS和RTS：硬件流控制器，在硬件通信过程中，要通过高低电平实现握手，表示准备好进行通信