协议 - 串口详解

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【全文大纲】 : https://blog.youkuaiyun.com/Engineer_LU/article/details/135149485

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1 . 概要

1 . 作为嵌入式玩家，串口是必备的技能
2 . 串口之所以称之为串口，是因为数据串行传输，这篇文章详述异步串口
3 . 接下来从物理层,协议层,应用层，从下往上深入浅出剖析

2 . 物理层

1. 无图无真相，直接上图，如图所示，结构及其简洁，双方共地情况下，TX,RX互联，TX发送，RX接收，需要注意双方的电平识别“0”，“1”的阈值电压，若一方5V供电，另一方3.3V供电，此时需要加电平转换电路
   

3 . 协议层

1. 无论任何协议,直接看通信波形分析直截了当，如图所示，数据量一共由三个部分组成，起始位，数据位，停止位。最后就是波特率，常用波特率9600，115200，若设9600，则一秒内传输9600个位，则一个位的持续时长为104.16us

• 起始位：串口常态为高电平，第一个下降沿后的电平为起始位
• 数据位：高电平则为1，低电平则为0，一般8个数据位组成一个字节，个别场合选择9个数据位，第9个数据位为基偶校验位
• 停止位：当传输完数据位后，最后一个位就是停止位，状态为高电平

4 . 应用层

1. 芯片自带串口 : 当物理层,协议层都明确后，就可以把数据交给应用层，一般来说芯片外设都自带了串口，因此，软件中配置好串口寄存器，就可以进行收发了，这里建议一种异步轮询方式进行串口通信，即发送数据后，在发送中断轮询下一个字节，莫要在后台循环等待发送完成，我个人框架从时间上考虑向往无阻塞运行。
2. 普通IO模拟 : 有时候串口数量过多，芯片无额外资源时，可尝试此方案，不过这个方案比较考验芯片以及个人对时序上的把控，对于发送，只需卡好预设波特率时长轮询发送，主要难点在于接收，这里分享一个接收思路，把接收口设为外部中断口，若持续一段时间高电平，触发了下降沿，则串口进行接收，并启动定时中断根据波特率设置中断间隔轮询接收，轮询次数完毕停止往复循环，虽然这里提供了方案，但还是能不用则不用，此方案远不如硬件串口可靠。
3. 应用层主要再次制定用户通信协议，一般通信的组成部分由帧头，数据长度，数据内容，校验码组成，根据此结构制定的通信协议一般比较可靠且简洁，因此行业内多数采用此结构

5 . 小结

个人风格秉承深入浅出，简洁风格描述，谢谢观看。

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