嵌入式硬件相关通信协议
1.SPI介绍
1.1 概述
SPI是串行外围设备接口（Serial Peripheral Interface），是Motorola首先在其MC68HCXX系列处理器上定义的。是一种高速的、全双工的和同步的串行通信总线。
1.2 连接线
一个主设备和一个从设备使用4根线进行通信；具有多个从设备时，主设备会给每一个从设备分配一个CS脚，以便于选择相应的从设备经行通信，设备之间要共地。
| 名称 | 描述 |
| MOSI | 主设备输出，从设备输入，连接MOSI |
| MISO | 主设备输入，从设备输出，连接MISO |
| SDO | 设备输出，连接SDI |
| SDI | 设备输入，连接SDO |
| SCLK | 时钟信号，只能由主设备产生 |
| CS | 片选信号，主设备选择从设备经行通信 |
1.3 时序
CPOL：时钟极性；为0时，总线空闲时SCLK为低电平；为1时，总线空闲时SCLK为高电平。
CPHA：时钟相位；为0时，时钟前沿采集数据，时钟后沿改变数据；为1时，时钟后沿采集数据，时钟前沿改变数据。
每个带有SPI的模块都会在使用说明里面绘制时序图，根据时序图选择对应的模式。
| 模式 | CPHA | CPOL |
| mode0 | 0 | 0 |
| mode1 | 0 | 1 |
| mode2 | 1 | 0 |
| mode3 | 1 | 1 |
主设备将其中一个从设备的CS设置为有效电平，开始通信；该从设备的CS设置为无效电平，结束通信。通信时序如下图所示。
2. IIC介绍
2.1 概述
IIC总线（Inter-Integrated Circuit）即集成电路总线，是PHILIPS公司设计出来的一种简单、双向、二线制、同步串行总线。IIC总线是一个多向控制总线，多个器件（从机）可以同时挂载到一个主机控制的一条总线上。总线上每一个设备都有一个唯一的地址。总线上可以有多个主机，但是同时只能由一个主机进行控制。
2.2 连接线
两个连接线都是开漏模式，需要外接上拉电阻，设备之间要共地。
| 名称 | 描述 |
| SDA | 数据线 |
| SCL | 时钟线，只能由主机产生 |
2.3 时序
一帧信息由开始信号（Start）、地址、数据、Ack信号、NACK信号和结束信号（Stop）组成。
开始信号：SCL为高电平，SDA由高变低。如下图。
结束信号：SCL为高电平，SDA由低变高。如下图。
Ack信号：接收方收到8位数据必须回复一个Ack信号。接收方接收到8位数据后，下一个时钟（SCL为高电平）前，把SDA拉低。
NAck信号：发送方发送8位数据后，下一个时钟，SDA仍然为高（接收方未将SDA拉低），表示发送失败。
Ack信号和NAck信号如下图。
2.4 总线操作
开始信号后面跟着一个字节，由7位的从机地址和一位读写控制位组成，如下图所示。
主设备向从设备写数据。格式如下图所示。
主设备向从设备读取数据。格式如下。
主设备往从设备中写数据，然后重启起始条件，紧接着从从设备中读取数据；或者是主设备从从设备中读数据，然后重启起始条件，紧接着主设备往从设备中写数据。格式如下。
3 uart介绍
3.1 概述
uart为通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，为异步通信，可实现全双工通信，具有相同的逻辑电平的器件才能通讯，一般有RS232和TLL等逻辑电平。设置波特率相同才能通信。
3.2 连接线
设备之间要共地。接收设备RST设置有效电平并且发送设备CTS接收到有效电平时，发送设备才能把数据发送给接收设备，这两个引脚的功能可以选择使用。
| 名称 | 描述 |
| RXD | 数据输入，连接TXD |
| TXD | 数据输出，连接RXD |
| RST | 请求发送（Require to send）,连接CTS |
| CTS | 清除发送（Clear to send），连接RST |
3.3 时序
时序如下表。
| 起始位 | 数据位 | 奇偶校验位 | 停止位 |
起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。
数据位：数据位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符，一般都是8位。先发最低位，再发最高位。
奇偶校验位：
- 无校验（no parity）：0bit。
- 奇校验（odd parity）：1bit。如果数据位中‘1’的数目是偶数，则校验位为‘1’，否则为‘0’。
- 偶校验（even parity）：1bit。如果数据位中‘1’的数目是偶数，则校验位为‘0’，否则为‘1’。
停止位：数据结束标志，可以是1位，1.5位，2位的高电平。 由于数据是在传输线上定时的，并且每一个设备有其自己的时钟，很可能在通信中两台设备间出现了小小的不同步。因此停止位不仅仅是表示传输的结束，并且提供计算机校正时钟同步的机会。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，但是数据传输率同时也越慢。
使用8N1（8位数据位，无校验，1位停止位）发送‘0xf0、0x0f’，二进制为‘11110000、00001111’，如下。
| 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 起始位 | b0 | b1 | b2 | b3 | b4 | b5 | b6 | b7 | 停止位 | 起始位 | b0 | b1 | b2 | b3 | b4 | b5 | b6 | b7 | 停止位 |