各种串口协议和物理条件（较长，多）（更新总结）

串口通信USART

Universal Asynchronous Receiver/Transmitter 通用异步串口接收/发送协议
参考：https://www.bilibili.com/video/BV1PD4y147ts/?spm_id_from=333.337.search-card.all.click&vd_source=00bd76f9d6dc090461cddd9f0deb2d51

物理硬件引脚

串口常见数据格式

一般包含起始，数据，校验，结束位

传输速率

参考：https://mar-sky.blog.csdn.net/article/details/128826937
一般使用波特率（baud）表示，有些情况下，这个波特率数值和比特率数值大小一样,但表示的含义不同。例如，8位表示一个字符信息，可以理解为一个baud，另一个名字码元。而**比特只是0和1的一个二级制位**。但在单片机信号传送中一般认为一位二级制代表的就是一个码元，这样的情况下，波特率和比特率的值刚好相同，而在计算机通信中，一般都是这么认为的，所以下面常见的波特率实际上数值就是和比特率一样，表示每秒传送的电平数量。

传输电压TTL

2.4-5V表示电平1，0-2.4v表示电平0；

高低电平相差范围0.4-2.4v,范围很小，抗干扰能力差，如下图，很可能把传输的信号修改，所以传输距离短，1m之内

RS232通信

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/96506127
注意通信协议和物理接口不一样，平常说的RS232接口只是习惯称DB9针的接口而已。可以看出RS232和串口通信需要的通信引脚一样，也是全双工的。

电平

下面的电平有错误，RS232电平的和TTL电平的极性相反，TTL低电平对应是RS232中-12–3v，也就是每位数据信号对应的电平值

电平范围：0：3-15v,1：-15–3v，发现数据的值和传输电压极性不同。但这样电平之间的电压差别范围增加，抗干扰能力强。可以在长距离传输信号前把信号转换使用RS232传输。传输波特率19200时也就是19200/8=2400≈20KB/s，距离15m内

RS485

通信线是两根，但是是使用差分信号，通过两个条线的电平相差的正负判断0或1.这种情况下把传送线使用双绞线，那么抗干扰能力更强，但这样不是全双工的信号了。


传送速率和RS232比较的优点：可多个通信，RS232只能点对点通信

RS422

参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/72235639
克服了RS485不能全双工通信的缺点：使用两根接收和两根发送线，

SPI

可以看出下面图像中SPI通信也是一主多从的分布

一个通过SPI通信的EEPROM读取和写入实例

参考：https://www.bilibili.com/video/BV1F54y1M7e7/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=00bd76f9d6dc090461cddd9f0deb2d51
EEPROM的93C46：参数：1024位，128字节（B），一般是以某个字节开始写入，写入/读取数据和读取步骤如下

片选引脚选中要读写的EEPROM

注意这个片选信号是要根据被写入的EEPROM的动作电平，例如这个EEPROM给高电平，这个EEPROM则可以读写了

对EEROM的某个地址写入数据

例如对地址0x01，写入0x0F也就是（00001111）（实际对于不同的芯片也不是每次都只能写入一个字节数据），这里的7位地址码刚好是2⁷=128字节, 由于SPI是串行同步通信，接收每一位数据都需要时钟线和数据输出线配合。

EEPROM的数据写入

以93C46的采样方式，就如下图中的数据，需要频繁的对时钟线拉高或拉低，每次EEPROM的时钟线在上升沿才会对单片机的MOSI线和EEPROM连接的电平信号接收，下图就是对EEPROM的地址0x01，写入0x0F数据的命令。

当然针对不同的EEPROM，会有不同的采样方式，有时候就算是同一个芯片，也可能因设置引脚电平不同而出现不同的采样方式。
可以看出都是一个时钟周期采样一个数据位。下图中是空闲时钟是低电平，第二张图是空闲时钟为高电平。根据时钟空闲时电平和采集方式可以把数据采集分为四种方式。

对EEPROM读取数据

例如读取地址0X01位置的数据，实际也是先对EEPROM发送指令，然后从EEPROM返回数据。

单片机发送完读取命令后依然保持时钟正常，为了接收到返回数据

IIC总线

参考：https://www.bilibili.com/video/BV1dg4y1H773/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=00bd76f9d6dc090461cddd9f0deb2d51

通过下面的图看出串口通信的弊端，串口通信只能一对一，对于多个设备的接线复杂，接口是一个很大的问题。为了解决这个问题，出现了总线通信

常见的总线通信

其他工业中使用的总线协议比较多，profi-bus，devicenet，controlnet，lonworks等，但在单片机中，这些基本不涉及

IIC读写传送

单片机写入从设备的帧

下面是对24c02写入一帧数据的整个命令，但需要注意是绿色和黄色（读1，写0）是主机发送，而白色应答位（正常收到返回0）是从机响应发送到主机的。

单片机读取帧的整个过程

CAN总线

参考：https://www.bilibili.com/video/BV14k4y187e6/?spm_id_from=333.999.0.0&vd_source=00bd76f9d6dc090461cddd9f0deb2d51

CAN数据通信电平

数据帧

下图是一个标准的数据帧，其他还有数据帧，遥控帧，错误帧，过载帧，间隔帧等
可以参考：https://mar-sky.blog.csdn.net/article/details/128597600

每段部分的主要功能：
起始段：发送起始
识别码：1，识别设备，2，防止同时发出数据在总线比较，然后却那个优先
PRT:远程帧是1，数据帧是0；
控制码：第一位：IDE:标记扩展1，标准帧是0；第二位空闲位；后四位，表示后面传送的数据位是多少个字节，例如0010，表示2个字节
数据码：由前面的控制码确定传送多少字节
CRC：校验15位，为了判断数据是否传送错误
CRC界定符：结束CRC
ACK槽（ACK slot）：发送位是1，接收返回0
ACK界定：只能是1
结束位：7位都是1