通讯协议

任何通讯都是需要有一个载体，通过载体分类，分为有线或者无线通讯。通讯方式也有同步和异步，同步是两个设备通过时钟信号进行同步，异步是两个设备通过数据信号进行同步。同步通信是阻塞的，异步通信是非阻塞的。常见同步通讯有I2C、SPI等，异步通讯有TCP、UDP等。

串口协议构成

帧：数据帧，即数据帧由起始位、数据位、停止位、校验位组成。

空闲位：数据线在空闲状态的时候为逻辑“1”状态。
起始位：当要传输数据的时候先将数据线拉低，表示开始数据传输。
数据位：即要传输的数据，数据位数可选择 5~8 位，低位在前，先传输，高位最后传输。
奇偶校验位：这是对数据中“1”的位数进行奇偶校验用的，可不使用。
停止位：数据传输完成标志位，停止位的位数可以选择 1 位、1.5 位或 2 位高电平，一般都选择 1 位停止位。

波特率：波特率就是 UART 数据传输的速率，也就是每秒传输的数据位数。

UART和USART区别

串口是有线通讯一种，也是最简单常用的一种。UART和USART都是单片机串口通讯协议。
区别：
USART：通用同步和异步收发器
UART：通用异步收发器

USART在异步通信的时候，它与UART没有什么区别，但USART能提供主动时钟，从而实现同步通信。

RS232与RS485、RS422的区别

RS232 通信主要是由RX,TX,GND三根线组成，但是通常使用DP9线连接，可以只连三根线。RS232的缺点是UART和USART的缺点，就是通信距离短。为了解决RS232通信距离的问题。RS485主要是以一种差分信号进行传输，只需要两根线。但是RS485的缺点是只能发送或接收，不能同时发送和接收。所以就有了RS422，有两组RX和TX，可以同时发送和接收。

串口类型

  • UART

UART有VCC、GND、RX、TX这4个Pin，也就是最简单;其中VCC：供电Pin，一般是3.3V;GND：接地Pin，通讯的设备一定要共地；RX：接收数据Pin；TX：发送数据Pin

  • USART

USART 相对UART 多了时钟，在使用时需要使能时钟。

  • RS-232

RS232 使用9针脚，单端信号传输，是对UART的升级，增加了其他引脚。但是RS232口最大通讯距离是15米。

编号 名称 缩写
1 Data Carrier Detect/数据载波监测 DCD
2 Received Data/接收数据 RxD
3 Transmitted Data/发送数据 TxD
4 Data Terminal Ready/数据终端就绪 DTR
5 Ground/接地 GND
6 Data Set Ready/数据集就绪 DSR
7 Request To Send/请求发送 RTS
8 Clear To Send/允许发送 CTS
9 Ring Indicator/振铃提示 RI
  • RS-485

485是为了解决232通信距离的问题,数字信号采用差分传输方式，因为只有两根线，只能做半双工，也就是同时只能发送或接收，不能同时发送和接收。通讯距离理论能够达到1200m。

编号 名称 缩写
Data-/B 差分信号负端 485-
Data+/A 差分信号正端 485+
  • RS-422

RS-422是四线接口，全双工，差分传输，多点通信的数据传输协议，硬件构成上RS-422相当于两组RS-485；它对485做了补充，能够同时发送和接收数据。

编号 名称 缩写
TXA 发送正 TX+或A
RXA 接受正 RX+或Y
TXB 发送负 TX-或B
RXB 接收负 RX-或Z

RXA/Y︰接其他RS422模块的TXA/A
RXB/Z︰接其他RS422模块的TXB/B
TXB/B：接其他RS422模块的RXB/Z
TXA/A：接其他RS422模块的RXA /Y

串口测试

linux下测试工具：
minicom

  • 安装
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sudo apt install minicom
  • 使用
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# 运行minicom 并配置
minicom -s

选择进入“Serial port setup” 配置串口，比特率

选择“Save setup as dfl” 保存为默认配置，后续直接运行“minicom” 就能直接加载

# 退出
ctrl +A +Z

Windows可以安装串口助手等工具
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