嵌入式学习日志————USART串口协议
1.通信接口
通信的目的：将一个设备的数据传送到另一个设备，扩展硬件系统
通信协议：制定通信的规则，通信双方按照协议规则进行数据收发
| 名称 | 引脚 | 双工 | 时钟 | 电平 | 设备 |
|---|---|---|---|---|---|
| USART | TX（数据发送脚）、RX（数据接收脚) | 全双工 | 异步 | 单端 | 点对点 |
| I2C | SCL(时钟）、SDA（数据) | 半双工 | 同步 | 单端 | 多设备 |
| SPI | SCLK(时钟）、MOSI（主机输出数据脚）、MISO（主机输入数据脚）、CS(片选—指定通信对象) | 全双工 | 同步 | 单端 | 多设备 |
| CAN | CAN_H、CAN_L（一对差分数据脚） | 半双工 | 异步 | 差分 | 多设备 |
| USB | DP、DM（一对差分数据脚） | 半双工 | 异步 | 差分 | 点对点 |
双工：
全双工：指通信双方能够同时进行双向通信（一般有两根通信线）
单工：数据只能从一个设备到另一个设备，而不能反着来
时钟：
同步：具有单独的时钟线，接收方可以在时钟信号的指引下进行采样
异步：没有时钟线，所以需要双方约定一个采样频率，还需要加一些帧头帧尾等，进行采样位置对齐
电平特性：
单端信号：引脚的高低电平都是对GND的电压差，所以单端信号通信的双方必须共地，就是把GND接在一起
差分信号：靠两个差分引脚的电压差来传输信号，在通信的时候，可以不需要GND（注意：USB协议里有一些地方需要单端信号，所以USB还是需要共地）
使用差分信号可以极大的提高抗干扰特性，所以差分信号一般传输速度和距离都非常高
2.串口通信
串口是一种应用十分广泛的通讯接口，串口成本低、容易使用、通信线路简单，可实现两个设备的互相通信
单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大地扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力
USB转串口模块（可以把串口协议转化为USB协议）
陀螺仪传感器模块（可以测量角速度、加速度）
蓝牙串口模块
3.硬件电路
简单双向串口通信有两根通信线（发送端TX和接收端RX）
TX与RX要交叉连接
当只需单向的数据传输时，可以只接一根通信线
当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片
4.电平标准
电平标准是数据1和数据0的表达方式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系，串口常用的电平标准有如下三种：
TTL电平：+3.3V或+5V表示1，0V表示0（最常见）
RS232电平：-3 — -15V表示1，+3 — +15V表示0
RS485电平：两线压差+2—+6V表示1，-2 — -6V表示0（差分信号）
5.串口参数及时序
波特率：串口通信的速率
起始位：标志一个数据帧的开始，固定为低电平
数据位：数据帧的有效载荷，1为高电平，0为低电平，低位先行
校验位：用于数据验证，根据数据位计算得来
停止位：用于数据帧间隔，固定为高电平
距离开学还有7天！！！加油！！