USART串口协议

参考视频：[9-1] USART串口协议_哔哩哔哩_bilibili

USART串口协议

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

引脚：

TX是数据发送脚，RX是数据接收脚。

SCL是时钟，SDA是数据。

SCLK是时钟，MOSI是主机输出数据脚，MISO是主机输入数据脚，CS是片选，用于指定通信的对象。

CAN_H和CAN_L，这两个是差分数据脚，用两个引脚表示一个差分数据。

DP和DM，也是一对差分数据脚。

双工：

全双工：通信双方能够同时进行双向通信，一般来说，全双工的通信都有两根通信线

半双工：数据可以沿两个方向传送，但同一时刻一个信道只允许单方向传送

单工：数据只能从一个设备到另一个设备，不能反着来

时钟：接收到的电平，如何判断，这就需要有一个时钟信号来告诉接收方，你什么时候需要采集数据。

I2C和SPI有单独的时钟线，所以它们是同步的，接收方可以在时钟信号的指引下进行采样。

剩下的串口、CAN、USB没有时钟线，所以需要双方约定一个采样频率，这就是异步通信，并且还需要加一些帧头帧尾等，进行采样位置的对齐。

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要共地，也就是把GND接在一起，所以说这里的通信的引脚，前三个还应该加一个GND引脚。

差分信号：靠两个差分引脚的电压差来传输信号。不过USB里面还有一些地方需要单端信号，所以USB还是需要共地的。

设备：

串口和USB属于点对点的通信，中间三个是可以在总线上挂载多个设备的。

点对点相当于老师找一个学生去办公室谈话。多设备相当于老师在教室里，面对所有同学谈话，需要有一个寻址的过程，以确定通信的对象。

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

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

VCC和GND是供电，TX和RX是通信的引脚。

TX和RX是单端信号，它们的高低电平都是相对于GND的。所以严格来说GND也算通信线。

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