1.串口通信

按数据同步的方式，通信可以分为同步通信和异步通信。

同步通信：发收双方具有同频同相的同步时钟信号，只需在传送报文的最前面附加特定的同步字符，使发收双方建立同步，此后便在同步时钟的控制下逐位发送/接收。通信速率由时钟信号决定，时钟信号越快，传输速度就越快，常见的SPI、 I2C

异步通信：需要收发双方提前统一通信速率，异步通信的做法是对数据进行封装，在数据开头加上起始信号，在数据结尾加上终止信号，比如UART、 1-Wire

同步通信与异步通信区别：

1、同步通信要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致，发送端发送连续的比特流；异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步，发送端发送完一个字节后，可经过任意长的时间间隔再发送下一个字节。

2、同步通信效率高，异步通信效率较低。

3、同步通信较复杂，双方时钟的允许误差较小；异步通信简单，双方时钟可允许一定误差。

4、同步通信只适用于点对点，异步通信可用于点对多点。

全双工/半双工/单工传输
按照数据传输的方向，通信可以分为全双工、半双工和单工。全双工指双方都可以同时收发信息；半双工双方都可以收发信息，但同一时刻只能一方发送信息；单工指只能一方发信息，一方接受信息，通信是单向的。
全双工就像电话通信， 双方任意时刻都可以同时收发信息；半双工就像对讲机通信， 双向都可得到信息，但是同一时刻只能是一方发射另一方接收，发射和接收不能同时进行；单工就像收音机， 只能由广播站发送给收音机，单向不可逆的，

时钟对通信的重要性

例子：假设发送端时钟频率为1Mhz，对应时钟周期则为1us, 接收端
时钟频率为10Mhz，对应时钟周期则为0.1us。现在发送端发送一个数据0x1，就会产生一个持续时间为1us高电平，接收端接收到这个1us的高电平时，会当作是10个0.1us的高电平，认为收到了10个0x1。这时双方数据就乱套了，因此需要一个统一的时钟标准。

通常使用比特率来描述通信速率的快慢，与之容易混淆的是波特率。

比特率（ Bitrate） ： 系统在单位时间内传输的比特位（二进制0或1）个数，通常用Rb表示，单位是比特/秒（ bit/s），缩写为bps；
波特率（ Baudrate） ：系统在单位时间内传输的码元个数，通常用RB表示，单位是波特（ Bd）100bit/s即是一秒钟传输100个0或1， 100Bd即是一秒钟传输100个码元。

码元就是“ 承载信息量的基本信号单位”，以一条电线上传输的信号为例，码元就是电线上的电平值。

串口电平标准

就是为了适应不同的环境条件，使用了不同的电平标准如RS232、 RS422、 RS485



 串口传输协议

以TTL电平的接口为例讲解串口怎么传输数据，对于RS232/RS422/RS485等接口，仅仅是把TTL电平转换为不同的电平值，或者转换为差分信号。

串口传输中的一些概念如下：
波特率：一般选波特率都会有9600,19200,115200等选项。其实意思就是每秒传输这么多个比特位数(bit)；
起始位： 先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输数据的开始；
数据位：可以是5~8位逻辑”0”或”1”，先传输bit 0，在传输bit 1，依次类推；
校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数传送的正确性。 校验位是可选的，可以不传输；
停止位：它是一个字符数据的结束标志，数据线变回逻辑”1”；
 

怎么发送一字节数据

比如“ A”？ “A”的ASCII值是0x41， 二进制就是01000001，怎样把这8位数据发送给对方呢？
双方约定好波特率、数据格式(数据位个数、停止位个数、是否使用校验位、奇校验还是偶校验)，
假设数据位是8，停止位是1，校验位是1；
1. 初始电平为逻辑1；
2. 发送方输出逻辑0，并保持1位的时间；接收方检测到逻辑0，就知道对方准备发送数据了；
3. 发送方根据数据的bit 0设置引脚电平，并保持1位的时间；接收方读取引脚电平，得到bit 0；
4. 发送方根据数据的bit 1设置引脚电平，并保持1位的时间；接收方读取引脚电平，得到bit 1；
5. 以此类推，发出8位数据；
6. 发送方计算出校验值，设置引脚，并保持1位的时间；接收方读取引脚电平，得到校验值； 注意，这步可以省略；
7. 发送方输出逻辑1，并保持1位的时间；接收方读取引脚电平，知道数据传输结束；

 

常见通信协议