常见通信接口

常见通信
异步通信：
异步通信中的接收方并不知道数据什么时候会到达，收发双方可以有各自自己的时钟。发送方发送的时间间隔可以不均，接收方是在数据的起始位和停止位的帮助下实现信息同步的。这种传输通常是很小的分组，比如一个字符为一组，为这个组配备起始位和结束位。所以这种传输方式的效率是比较低的，毕竟额外加入了很多的辅助位作为负载，常用在低速的传输中。
举个例子，我们的键盘按下一个按键，发出一个字符信号，异步传输机制就会为它加上前后的辅助同步信息，帮助接收方识别到我们按下了哪一个按键。因为我们敲击键盘的节奏不固定，所以异步是一种很适合的方式。
同步通信：
同步通信中双方使用频率一致的时钟，它的分组相比异步则大得多，称为一个数据帧，通过独特的bit串作为启停标识。发送方要以固定的节奏去发送数据，而接收方要时刻做好接收数据的准备，识别到前导码后马上要开始接收数据了。同步这种方式中因为分组很大，很长一段数据才会有额外的辅助位负载，所以效率更高，更加适合对速度要求高的传输，当然这种通信对时序的要求也更高。
单工、半双工、全双工
单工：只允许通信双方的一方向另一方传输。
半双工：允许通信双方相互传输，但在一个时刻，只允许数据在一个方向上传输。
全双工：允许在同一时刻同时接收和发送信息。

单片机的通讯模块常用的有UART、SPI、I2C、CAN等等，当然还有无线模块这里不讨论。UART大多用于单片机与PC的通信，CAN总线常用于单片机与单片机通信，而SPI和I2C则用于单片机和外围设备、外围设备和其它外围设备的通信，根据自己的需要来设计通讯方式。

UART ：通用异步收发器，全双工传输和接收
主要有：VCC GND RX TX
收发两端读写接口应相反
可以用中断和DMA接收数据

I2C通信 半双工同步通信，两线串行

在通信之初，主从机必须根据自己的要求约定好通信规则：command的定义和位置、address的位数和位置。
　　以读写从机寄存器数据为例：
　　假设从机寄存器地址为8位、从机寄存器也位8位（被读取数据为8位）；
　　约定读command为0x01，写command位0x02；
　　约定主机发起通信后，第一个slave address字节收到ack后，紧跟的一个字节为command，再下面一个字节为address。
　　1. 读寄存器数据步骤：
　　1.1 主机先发起一次通信，将读command（0x01）和需要读取的寄存器地址address写入从机；（主机发出写操作）
　　1.2 从机firmware的处理：
　　1.2.1 将command和address分别提取出来；
　　1.2.2 判断command的含义（本例中，是读指令还是写指令）；
　　1.2.3 根据收到的的address，将对应寄存器的的数据放入从机I2C输出buffer；（这个步骤可以使用指针）
　　1.3 主机再次发起一次通信，读取从机的数据；（主机发出读操作）

SPI通信
串行外设接口，全双工同步通信，四线： MISO（主设备数据输入）、MOSI（主设备数据输出）、SCLK（时钟）、CS（片选）
（1）MISO– Master Input Slave Output,主设备数据输入，从设备数据输出；
（2）MOSI– Master Output Slave Input，主设备数据输出，从设备数据输入；
（3）SCLK – Serial Clock，时钟信号，由主设备产生；
（4）CS – Chip Select，从设备使能信号，由主设备控制。

缺点：没有指定的流控制，没有应答机制确认是否接收到数据。
DMA：直接存储器访问
DMA的出现就是为了解决批量数据的输入/输出问题。DMA是指外部设备不通过CPU而直接与系统内存交换数据的接口技术。这样数据的传送速度就取决于存储器和外设的工作速度。

通常系统总线是由CPU管理的，在ＤＭＡ方式时，就希望CPU把这些总线让出来，即CPU连到这些总线上的线处于第三态(高阻状态)，而由DMA控制器接管，控制传送的字节数，判断DMA是否结束，以及发出DMA结束信号。因此DMA控制器必须有以下功能:

1、能向CPU发出系统保持(HOLD)信号，提出总线接管请求；

2、当CPU发出允许接管信号后，负责对总线的控制，进入DMA方式;

3、能对存储器寻址及能修改地址指针，实现对内存的读写；

4、能决定本次DMA传送的字节数，判断DMA传送是否借宿。

5、发出DMA结束信号，使CPU恢复正常工作状态。

对于实现ＤＭＡ传输，它是由DMA控制器直接掌管总线（地址总线、数据总线和控制总线），因此，存在一个总线控制权转移问题
DMA传输开始前：　　　　CPU------>DMA控制器
DMA传输结束后： DMA控制器------>CPU
一个完整的DMA传输过程必须经历DMA请求、DMA响应、DMA传输、DMA结束4个步骤。

can通信：异步半双工通信
https://blog.csdn.net/tyhaotingdege/article/details/79787589