一、UART

UART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。

1.1接口（两根线）

    UART TX：发送

    UART RX：接收

1.2如何传输

    UART作为异步串口通信协议的一种，工作原理是将传输数据的每个字符一位接一位地传输。

每一个位的含意

1.起始位：先发出一个逻辑”0”的信号，表示传输字符的开始。

2.数据位：紧接着起始位之后。资料位的个数可以是4、5、6、7、8等，构成一个字符。通常采用ASCII码。从最低位开始传送，靠时钟定位。

3.奇偶校验位：资料位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验资料传送的正确性。

4.停止位：它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。

5.空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。

什么叫做异步通讯？

异步通信是指通信中两个字符（8位）之间的时间间隔是不固定的，而在一个字符内各位的时间间隔是固定的。

1.3波特率

   波特率通常单位是bit/s，也就是二进制位/秒。因为一个字节是8个bit，波特率就是一秒种传输0或1的个数，若波特率是9600那么它传输一位0或1的时间就是1/9600秒。而一个字节通常可以表达一个ASCII码，比如一个英文字母，所以：9600的波特率的信道，理论上每秒可以传输9200/8个英文字母的数据量，也就是1200个字节，大约1.2KB。而19200则是每秒可传输2400字节。

二、SPI

      SPI是一种全双工短距单主设备通信协议，与UART不同，它是一种同步通信协议。SPI简单的连接方式之一是主从连接。

2.1接口（四根线）

    SCLK：串行时钟，用来同步数据传输，由主机输出

    MISO：主机输入从机输出（Master In Slave Out）

    MOSI：主机输出从机输入（Master Out Slave In）

    CS：片选线，低电平有效，由主机输出

在SPI总线上，某一时刻可以出现多个从机，但只能存在一个主机，主机通过片选线来确定要通信的从机。这就要求从机的MISO口具有三态特性，使得该口线在器件未被选通时表现为高阻抗。

2.2如何传输

在一个SPI时钟周期内，会完成如下操作：

    主机通过MOSI线发送1位数据，从机通过该线读取这1位数据；

    从机通过MISO线发送1位数据，主机通过该线读取这1位数据。

  这是通过移位寄存器来实现的。主机和从机各有一个移位寄存器，且二者连接成环。随着时钟脉冲，数据按照从高位到低位的方式依次移出主机寄存器和从机寄存器，并且依次移入从机寄存器和主机寄存器。当寄存器中的内容全部移出时，相当于完成了两个寄存器内容的交换。

三、I2C

I2C是一种用两条连线工作的半双工协议（半双工是通信的一种类型，即只要发送端在发送数据，接收端只能监听而不能发送数据）。

3.1接口（两条线）

    SDA：数据线

    SCL：时钟线

    I2C的连线总是要通过电阻上拉至输入电压，I2C的连线工作于三种速度：高速，快速，慢速。

3.2如何传输

   如果主机要发送数据给从器件，则主机首先寻址从器件，然后主动发送数据至从器件，最后由主机终止数据传送；

    如果主机要接收从器件的数据，首先由主器件寻址从器件．然后主机接收从器件发送的数据，最后由主机终止接收过程。在这种情况下．主机负责产生定时时钟和终止数据传送。

传输格式：

    每个字节必须是8位，最后一位为响应位

    每次传输可以发送的字节数量不受限制

    最开始发送的是从机地址

应答响应：

    地址匹配完成会得到响应信号（ACK），说明这个设备是存在的

    开始信号：主机让时钟SCL保持高电平，数据SDA由高电平调转到低电平

    停止线号：主机让式中SCL保持高电平，数据SDA由低电平跳转到高电平。

    响应信号（ACK）：接收器在接收到8位数据后，在第9个时钟周期，拉低SDA为低电平。

    SDA上传输的数据必须在SCL为高电平的期间保持稳定，外部设备会在SCL在高电平的时候读取数据

    SDA上的数据只能在SCL为低电平期间发生变化

四、CAN

CAN是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。

CAN通讯系列--CAN通讯简介1 - 知乎

4.1接口（两条线）

    CAN_High

    CAN_Low

4.2如何传输

发送过程：

CAN控制器将CPU传来的信号转换为逻辑电平（0或1），CAN发射器接收到逻辑电平后，再将其转换为差分电平输出到CAN总线上。

接收过程：

CAN接收器将CAN_H和CAN_L线上传来的差分电平转换为逻辑电平输出到CAN控制器，CAN控制器再把该逻辑电平转化为相应的信号发送到CPU上。