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。
每一种通讯协议都有硬件与软件上的要求。
常见的协议
usart tx、rx 全双工 异步 单端 点对点
i2c scl、sda 半双工 同步 单端 多设备
spi sclk、mosi、miso、cs 全双工 同步 单端 多设备
can can_h、can_l 半双工 异步 差分 多设备
usb dp、dm 半双工 异步 差分 点对点
一些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
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)
串行 并行
串行就是一个一个的走,就一条道
并行就是可以一排一排的走,多车道并行
全双工 半双工 单工全双工就是,可以同时进行数据的收和发。(典型就是uart的rx与tx,不过我们在用的时候,很少用到,都是先发一段指令过去之后,再返回来要的数据)
半双工就是数据的收发不能同时进行,只有一条数据线。(典型就是i2c,一条时钟线,一条数据线)
单工就是只能向一个固定的方向发数据,一般就是各种遥控器,广播电视、收音机什么的。
同步 异步简单来说 看看有没有时钟线。
如下:同步
如下,异步
在异步通讯中不使用时钟信号进行数据同步,它们直接在数据信号中穿插一些同步用的信号位,或者把主体数据进行打包,以数据帧的格式传输数据,某些通讯中还需要双方约定 数据的传输速率,以便更好地同步。
差分 单端
单端就是,除了参考地之外,就只有一个信号端,也就是一根数据线。
大于vh就是1,小于vl就是0,位于中间的叫做高阻态,取决外设怎么解析, 有些硬件寄存器会表示高阻态有些表示0或者1。
优点:走线少且简单方便
缺点:抗干扰性差
差分就是d+大于d-为1,d+小于d-为0。
优点:抗干扰性强;d+ /d-的差值是固定的, 不受地势差或者外部干扰。至于高低电平用d+/d-相比较得出(上面是d+大于d-为高电平),同时也不需要参考地和vh/vl阈值了!灵敏度高, 由于是比较相对差值, 振幅可以很低, 降低设备在通信上的功耗
缺点:信号线多增加布线难度和干扰
通讯速率衡量通讯性能的一个非常重要的参数就是通讯速率,通常以**比特率 (bitrate) **来表示,即每秒钟传输的二进制位数,单位为 比特每秒 (bit/s) 。
容易与比特率混淆的概念是 “波特率”(baudrate) ,它表示 每秒钟传输了多少个码元 。而码元是通讯信号调制的概念, 通讯中常用时间间隔相同的符号来表示一个二进制数字,这样的信号称为码元 。如常见的通讯传输中,用 0v 表示数字 0,5v 表示数字 1,那么一个码元可以表示两种状态 0 和 1,所以一个码元等于一个二进制比特位,此时波特率的大小与比特率一致;
如果在通讯传输中,有 0v、2v、4v 以及 6v 分别表示二进制数 00、01、10、11,那么每个码元可以表示四种状态,即两个二进制比特位,所以码元数是二进制比特位数的一半,这个时候的波特率为比特率的一半。
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