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1. 单工、半双工、全双工的区别
单工：数据传输仅能沿一个方向，不能实现反向传输，只有一条通信路线：
半双工：数据传输可以沿两个方向，但需要分时进行，也只有一条通信线路：
全双工：数据可以同时进行双向传输，具有两条通信线路：
2. 同步时钟和异步时钟的区别
同步时钟：指的是在执行操作时，各个参与者（如线程、设备或系统）在同一时刻进行协调。所有的操作都需要在一个共同的时序框架下进行。
特点：阻塞：在同步操作中，执行者会等待某个操作完成后再继续执行后续操作。
高精度：由于所有操作都在相同的时间基准下进行，时序控制更为精确。
适用场景：适合对时延要求较高的场景，如实时系统、数据传输等。
异步时钟：步指的是操作之间没有强制的时间协调，各个参与者可以独立地进行操作，不必等待其他操作完成。
特点：非阻塞：在异步操作中，执行者可以继续进行其他任务，而不必等待某个操作的完成。
灵活性：各个操作可以独立执行，适合处理不确定的延迟或资源访问。
适用场景：常用于网络通信、用户界面交互、事件驱动编程等。
3. 常用通讯接口
通信目的：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：指定通信的规则，通信双方按照协议规则进行数据收发。
| 名称 | 引脚 | 双工 | 时钟 | 电平 | 设备 |
| USART | TX、RX | 全双工 | 异步 | 单端 | 点对点 |
| IIC | SCL、SDA | 半双工 | 同步 | 单端 | 多设备 |
| SPI | SCLK、MOSI、MISO、CS | 全双工 | 同步 | 单端 | 多设备 |
| CAN | CAN_H、CAN_L | 半双工 | 异步 | 差分 | 多设备 |
| USB | DP、DM | 半双工 | 异步 | 差分 | 点对点 |
3.1 USART
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，通讯线路简单，可实现两个设备的互相通信。USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter）通用同步/异步收发器是STM32内部集成的硬件外设，可根据数据寄存器的一个字节数据自动生成数据帧时序，从TX引脚发送出去，也可自动接收RX引脚的数据帧时序，拼接为一个字节数据，存放在数据寄存器里。
3.1.1 硬件电路
TX与RX要交叉连接：
注意：当只需单向的数据传输时，可以只接一根通信线
例如，设备1只发送，设备2只接受，只需要共地后，将设备1的TX连接到设备2的RX引脚上即可。
当电平标准不一致时，需要加电平转换芯片，串口常用的电平标准有如下三种：
| 电平 | 数据1 | 数据0 |
| TTL电平 | +3.3V或+5V | 0V |
| RS232电平 | -3~-15V | +3~+15V |
| RS485电平 | 两线压差+2~+6V | 两线压差-2~-6V |
电平标准是数据1和数据0的表达式，是传输线缆中人为规定的电压与数据的对应关系。
3.1.2 参数以及时序
波特率：串口通信的速率（ 常用的波特率：9600、 19200、 38400、 57600和115200）
起始位：标志一个数据帧的开始，固定为低电平
数据位：数据帧的有效载荷，1为高电平，0为低电平，低位先行
校验位：用于数据验证，根据数据位计算得来
停止位：用于数据帧间隔，固定为高电平
3.2 IIC通讯
I2C（Inter IC Bus）是由Philips公司开发的一种通用数据总线，支持总线挂载多设备（一主多从、多主多从）。
3.2.1 硬件电路
所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起，每个连接到总线的设备都有一个独立的地址，主机可以利用这个地址进行不同设备之间的访问。
设备的SCL和SDA均要配置成开漏输出模式。
SCL和SDA各添加一个上拉电阻，阻值一般为4.7KΩ左右。当 I2C 设备空闲时，会输出高阻态，而当所有设备都空闲，都输出高阻态时，由上拉电阻把总线拉成高电平。
3.2.2 时序
起始条件：SCL高电平期间，SDA从高电平切换到低电平。
终止条件：SCL高电平期间，SDA从低电平切换到高电平。
发送一个字节：SCL低电平期间，主机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后释放SCL，从机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可发送一个字节。
接收一个字节：SCL低电平期间，从机将数据位依次放到SDA线上（高位先行），然后释放SCL，主机将在SCL高电平期间读取数据位，所以SCL高电平期间SDA不允许有数据变化，依次循环上述过程8次，即可接收一个字节（主机在接收之前，需要释放SDA）
发送应答：主机在接收完一个字节之后，在下一个时钟发送一位数据，数据0表示应答，数据1表示非应答。
接收应答：主机在发送完一个字节之后，在下一个时钟接收一位数据，判断从机是否应答，数据0表示应答，数据1表示非应答（主机在接收之前，需要释放SDA）。
3.3 SPI
SPI（Serial Peripheral Interface）是由Motorola公司开发的一种通用数据总线。
四根通信线：SCK（Serial Clock）时钟信号线，用于通讯数据同步。
MOSI（Master Output Slave Input）主设备输出/从设备输入引脚。
MISO（Master Input Slave Output）主设备输入/从设备输出引脚。
SS（Slave Select）从设备选择信号线，常称为片选信号线。
支持总线挂载多设备（一主多从）。
3.3.1 硬件电路
所有SPI设备的SCK、MOSI、MISO分别连在一起，主机另外引出多条SS控制线，分别接到各从机的SS引脚。
3.3.2 时序
起始条件：SS从高电平切换到低电平。
终止条件：SS从低电平切换到高电平。
模式0：CPOL=0：空闲状态时，SCK为低电平
CPHA=0：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据
模式1：CPOL=0：空闲状态时，SCK为低电平
CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入数据
模式2：CPOL=1：空闲状态时，SCK为高电平
CPHA=0：SCK第一个边沿移入数据，第二个边沿移出数据
模式3：CPOL=1：空闲状态时，SCK为高电平
CPHA=1：SCK第一个边沿移出数据，第二个边沿移入数据
3.4 CAN总线
3.4.1 硬件电路
STM32内置bxCAN外设（CAN控制器），支持CAN2.0A和2.0B，可以自动发送CAN报文和按照过滤器自动接收指定CAN报文，程序只需处理报文数据而无需关注总线的电平细节。
这里的每个CAN结点都挂载在CAN总线上，对于其中的一个CAN结点，他们是由控制芯片MCU、CAN控制器以及CAN收发器组成，一般情况下CAN控制器都集成在MCU里面，STM32就集成了CAN控制器，STM32引出了CAN_Rx和CAN_Tx引脚，与CAN收发器相连，CAN收发器通过引出的CAN_H和CAN_L与CAN总线相连：
CAN总线采用差分信号，即两线电压差（-）CAN_H-CAN_L传输数据位，CAN总线的信号分为高速和低速两种：
对于高速CAN规定：压差为0V时表示逻辑1（隐性电平）
电压差为2V时表示逻辑0（显性电平）
对于这里的显隐性对应的逻辑状态可能会有人不解，因为通常情况下，我们应该显性对应1，隐性对应0，但是这里为什么反着来了呢？
这里主要是因为显性和隐性所表示的是总线的收紧状态，前面我们了解到CAN总线的默认状态是CAN_L和CAN_H两条总线收紧状态，不需要设备干预所以是隐性电平，又知道总线收紧时其所对应的电平状态为逻辑电平“1”，而总线张开，需要设备干预所以为显性电平，又知道总线张开时所对应的逻辑电平“0”，因此会出现隐性电平和逻辑“1”绑定，显性电平和逻辑“0”绑定。
简单点来说，显性电平和隐性电平表示的是总线的状态，而定义“0”和“1”是为了和电路约定俗成的规则相对应。
对于低速CAN规定：电压差为-1.5V时表示逻辑1（隐性电平）
电压差为3V时表示逻辑0（显性电平）
3.4.2 时序
CAN数据帧由 7 个不同的位场组成：帧起始、仲裁场、控制场、数据场、CRC 场、应答场、帧结尾。数据场的长度可以为 0。
这里内容过多可以参考：CAN总线数据帧格式详细介绍-优快云博客
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