(RS232，RS485，IIC，SPI， UART)协议的简单介绍

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前言

本文对常见的硬件通信(RS232，RS485，IIC，SPI， UART)协议进行了简单介绍

一、RS232协议（3根线）

这是一个串行通讯标准，规定采用一个标准连接器，对每个引脚作用加以规定，对每个信号电平进行定义
1电平：-5到-15V，0电平：+5到+15V，
可用 MAX232 进行电平转换，可将TTL信号转为232信号。
优点：抗干扰，可传15米，
问题：电平高，易损芯片，成本高；速度低；共模干扰；可传输15m

二、RS485协议特点（2根线）

（用于仪器仪表领域）采用差分信号传输，速度快；解决远距离，可传1500M；抗干扰；允许连多个收发器，方便节点组网，而232和串口是点对点。
+2到+6表示1，-2到-6表示0。
接口电平降低，不易损坏芯片，与TTL电平兼容，可与TTL电路连接
采用2线制，总线式拓扑结构，发送和接收不可同时进行，只能半双工方式工作
在处理器外部，需加外部电路（MAX485），将TTL信号转化为差分信号；需区分主从机

三、IIC（内部集成电路)总线（2根线）

1.特点：串行，半双工；近距离；低速通信；结构简单，成本低，硬件，
2.两根双向线；SDA（数据线）收发数据，SCL（时钟线）时钟同步。是多主机总线，连接器件分主机（发起，结束）和从机（接收）。
3.具备冲突检测和仲裁功能，防止错误
4.每个连接器件有唯一地址（7位），为区别不同芯片
5.每个器件可作主，从，同一时刻只能各有一个；总线上增减器件不影响其它器件工作
6.通信过程：
主发起始信号，启动总线
主发一字节，指明从地址和传送方向（高7位+低1位）：1是主接，0主发；从机发应答信号
主发一字节数据，从回复应答；重复，直至发完
主发停止信号，释放总线
7. IIC总线信号实现：
起始信号SDA由高到低，发后总线占用。
停止信号SDA由低到高，发后总线空闲（SDA和SCL空闲时为高电平）。
字节传送：主机只能传八位，先传最高位（和串口相反），从机回复一位。
从机发低电平为应答信号。
8.同步信号：SCL为低电平，主机发一位数据；为高电平时，从机读一位数据。IIC可以发送任意个字节
典型IIC时序：主向从，从向主。但停止信号必须由主机发
9. S起始，A（ACK）应答，P终止

四、SPI（serial peripheral interface串行外设接口）总线（4根线）

1.特点：高速，全双工，同步，主从方式，
2.至少4根线：MISO（master ,slave ）主入从出，MOSI主出从入，SCLK时钟，CS片选 【可能多条，有多少从机，主机就有多少CS接线端，主机向从机发使能信号（高电平或低电平），表示选中该机，每个从机的CS都连到主机】
3.如何判断高低电平有效：看接口，CS戴帽，低电平有效，无帽则高电平有效
4.通信过程：传输时，先发高位，后发低位；发一个字节后，无需等待从机应答，可一直发，无起始信号；在时钟上（下）升沿发数据，下（上）降沿接数据

五、UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)

UART是通用异步收发传输器缩写，它是一种通用串行数据总线，用于异步通信。该总线双向通信，可以实现全双工传输和接收。
缺点：接口不统一，抗干扰能力差，通信距离短 。
不同单片机的高低电平： 对于51单片机： 0和5V ；对于 STM32：0V 和3.3V

总结

本文对通信协议及常用硬件接口作了简要介绍。