UART、I2C、SPI、RS485、RS232通讯协议

发送线（TXD，Transmit Data）：
- 功能：这是用于将数据从发送设备传输到接收设备的线路。发送设备（如微控制器、计算机等）会将并行数据转换为串行数据，并通过 TxD 线一位一位地发送出去。数据传输从最低位开始，按照预先设置好的波特率进行传输。例如，当发送设备要发送字符 “C”（ASCII 码值为 67，二进制表示为 01000011）时，会先发送最低位 “1”，然后依次发送其他位，直到最高位 “0” 发送完毕。
- 电气特性：在 TTL 电平标准下，高电平（通常为 +5V 左右）表示逻辑 “1”，低电平（通常为 0V 左右）表示逻辑 “0”。在传输过程中，发送设备通过改变 TxD 线上的电压电平来表示不同的二进制数据。
接收线（RXD，Receive Data）：
- 功能：RXD 线是接收设备用来接收发送设备发送的数据的线路。接收设备会按照与发送设备相同的波特率对 RXD 线上的信号进行采样，将串行数据转换为并行数据，以供接收设备内部的处理器或其他电路使用。例如，接收设备检测到 RXD 线上的电平变化，根据预设的波特率和数据位的设置，将接收到的二进制数据转换为相应的字符或数据。
- 电气特性：与 TxD 线类似，在 TTL 电平标准下，高电平表示逻辑 “1”，低电平表示逻辑 “0”。当发送设备通过 TxD 线发送数据时，接收设备的 RXD 线上会出现相应的电平变化，接收设备根据这些电平变化来接收数据。
地线（GND，Ground）：
- 功能：地线是为整个通信系统提供参考电位的线路，确保发送设备和接收设备之间的电压基准相同。它起到了信号回流和屏蔽干扰的作用，保证数据传输的准确性和稳定性。如果没有地线，发送设备和接收设备之间的电位差可能会导致信号失真、误码等问题3。
- 电气特性：地线的电压通常为 0V，它与发送设备和接收设备的电源地连接在一起，形成一个完整的电路回路，使电流能够正常流动。

协议层

串口通讯的协议层中，规定了数据包的内容，它由起始位、主体数据、校验位以及停止位组成，通讯双方的数据包格式要约定一致（一样的起始位数据校验位停止位）才能正常收发数据
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1)通讯的起始和停止信号

串口通讯的一个数据包从起始信号开始，直到停止信号结束。数据包的起始信号由一个逻辑 0 的数据位表示，而数据包的停止信号可由 0.5、1、1.5 或 2 个逻辑 1 的数据位表示。

2)有效数据

在数据包的起始位之后紧接着的就是要传输的主体数据内容，也称为有效数据，有效数据的长度常被约定为 5、6、7 或 8 位长。

3)数据校验

偶校验：校验位使得一帧中的7或8个LSB数据以及校验位中’1’的个数为偶数。
例如：数据=00110101，有4个’1’，如果选择偶校验(在USART_CR1中的PS＝0)，校验位将是’0’，最后数据检验如果数据有偶数个1则数据传输没有出错(但不是绝对的，如果同时两个数据为发送错误(0变成1)则还是偶数个1)
奇校验：此校验位使得一帧中的7或8个LSB数据以及校验位中’1’的个数为奇数。
例如：数据=00110101，有4个’1’，如果选择奇校验(在USART_CR1中的PS＝1)，校验位将是’1’，最后数据检验如果数据有奇数个1则数据传输没有出错，但同样不是绝对的(同时两个1变成0)

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波特率

波特率（Baud Rate）是指单位时间内传输的码元个数，单位是波特（Baud）。在 UART 通信中，码元通常是指一个二进制位（bit）。例如，波特率为 9600，表示每秒传输 9600 个二进制位。简单地说，它决定了数据传输的速度。

发送端和接收端必须设置相同的波特率的原因：

确保数据同步：
- 在 UART 通信中，接收方需要在正确的时间点对接收线（RXD）上的信号进行采样，以正确地接收数据。如果发送方和接收方的波特率不一致，就会导致接收方采样数据的时间点错误。
- 例如，发送方以 9600 波特率发送数据，即每个位的传输时间是 104.17 微秒，而接收方错误