UART
UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)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。
物理拓扑
帧结构/数据传输形式#
起始位：先发一个逻辑0，表示传输字符的开始；依靠检测起始位来实现发送与接收方的时间自同步的。
数据位：4～8位，构成一个字符，如ASCII码8位数据位，从最低位开始传送，靠时钟定位；方向为LSB。
奇偶校验位：数据位加上这一位后，使得“1”的位数为偶数（偶校验）或奇数（奇校验）以此来校验数据传送的正确性；
停止位：他是一个字符数据的结束标志，可以是1位、1.5位、2位的高电平。适用于停止位的位数越多，不同时钟同步的容忍程度越大，数据传输率同时也越低。
空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有数据传送。
波特率
串口常见的波特率为9600，14400，57600、115200等。
以9600为例，意思为1秒传输了9600bit，那么传输1bit所用的时间为：1 /9600 ≈ 104us（UART的逻辑电平起码要保持的时间长度）
总结
优点：
1，需要的引脚线不多，只用2条数据线，1条地线
2，不需要时钟信号
3，有奇偶校验位，提供通信的差错检查
缺点：
1，数据帧支持的最大长度只有9bit
2，不支持多主机或多从机的主从结构
RS232
- 串行，全双工
- 规定逻辑“1”的电平为-5V~-15 V，逻辑“0”的电平为+5 V～+15 V。
- 传送距离一般可达30 m
RS485
- 串行，半双工，差分电路
- 逻辑“1”在+2V～+6V之间，逻辑“0”在-2V～-6V之间
- 传输距离远：10km
- 协议支持1发多收（总线形式）
IIC
物理拓扑
特点：
- 半双工，同步
- 主从（机）结构
- 硬件简单（时钟线+数据线）
- 从高数据位（MSB）开始传输
缺点：
- 速率较低：标准模式下可达100kbit/s，快速模式下可达400kbit/s，高速模式下可达3.4Mbit/s
- 距离较短（理论15M以下）
时序
start和stop
SDA和SCL同时为高时，为IIC总线的空闲状态
- 起始：时钟线SCL为高时，数据线SDA由高到低
- 停止：时钟线SCL为高时，数据线SDA由低到高
数据
除了开始和结束标志，所有的SDA 信号变化都要在SCL 时钟为低电平时进行，SCL高电平时读SDA上信号
ACK（应答）
下面的波形：SCL，主机产生的时钟脉冲
上面的波形：SDA，主机发送的8位数据
中间的波形：SDA，从/主机在第9个时钟信号进行拉低回应，表示收到了主/从机发来的数据，拉高则表示不应答
注：实际上，上面和中间是同样的SDA线，这里只是分开示意。
数据收发方式
主机写
写寄存器时，主设备除了发出开始标志和地址位，还要加一个R/W 位，0 为写，1 为读
主机读
主机向从机索要数据时，以NACK为结尾，告诉从机之后不需要再读数据。
SPI
特点：
- 全双工，同步
- 主从（机）结构
- 速率高：一般几M，最高几十M
- 从高数据位（MSB）开始传输
缺点：
- 线比较多
- 适合短距离传输
物理拓扑
工作模式
SPI有四种工作模式，通过串行时钟极性(CPOL)和相位(CPHA)的搭配来得到四种工作模式:
1，CPOL=0，串行时钟空闲状态为低电平。
2，CPOL=1，串行时钟空闲状态为高电平，此时可以通过配置时钟相位(CPHA)来选择具体的传输协议。
3，CPHA=0，串行时钟的第一个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据（读端）。
4，CPHA=1，串行时钟的第二个跳变沿(上升沿或下降沿)采集数据。
USB
通用串行总线，高速，半双工，由主机、hub、设备组成。设备可以与下级hub相连构成星型结构。
CAN总线
特点：
- 串行，全双工，差分线
- 直接通信距离最远10km（速率5Kb/s）
- 通信速率最高可达1Mb/s（距离40m）
隐性电平和显性电平
-
隐性电平：CANH和CANL之间的差分电压近似为0，表示逻辑1
-
显性电平：CANH和CANL之间的差分电压近似为2～3V，表示逻辑0
波特率和比特率
- 比特率：每秒传输多少bit（信息）
- 波特率：表示每秒钟传送码元符号的个数
- 比特率=波特率x单个调制状态对应的二进制位数
（代表一个符号包含多少个bit数据）
两相调制(单个调制状态对应1个二进制位)的比特率=波特率;四相调制(单个调制状态对应2个二进制位)的比特率为波特率的2倍;八相调制(单个调制状态对应3个二进制位)的比特率为波特率的3倍。 **一般而言，传输信号是二进制的，即波特率与比特率的概念就是相同的。**tuopu
