五种关键总线协议:UART、RS232、RS485、IIC 与 SPI

时间:2025-04-24

在电子电路领域,总线协议扮演着至关重要的角色。今天,我们将深入探讨五种常见的总线协议,分别是 UART、RS232、RS485、IIC 和 SPI。


串口通信(UART),即利用串行接口进行通信。串行接口按位(bit)发送和接收字节,虽然相较于按字节(byte)传输的并行通信速度较慢,但它可以在使用一根线发送数据的同时用另一根线接收数据。在串口通信中,波特率、数据位、停止位及校验位等参数十分关键,通讯双方必须约定一致的数据格式才能实现正常的数据收发。串行通讯又可细分为单工、半双工和全双工三种模式。而在串口通信里,常用的协议有 RS - 232、RS - 422 和 RS - 485,它们的主要区别在于各自的电平范围不同。


从通讯的数据同步方式来看,可分为同步和异步两种。同步通信有专门的时钟信号来保障数据同步,而异步通信则不依赖时钟信号。在异步通讯中,会直接在数据信号中穿插一些用于同步的信号位,或者将主体数据打包成数据帧的格式进行传输,例如规定数据帧由起始位、数据位、奇偶校验位、停止位等组成。


串行通讯的模式各有特点。单工通信是信息只能单方向传输的工作方式,一个设备固定为发送设备,另一个固定为接收设备,发送端只能发送信息不能接收信息,接收端只能接收信息不能发送信息,仅需一根信号线。半双工通信可以实现双向通信,但不能在两个方向上同时进行,必须轮流交替进行,可理解为一种可以切换方向的单工通信,同一时刻只能在一个方向传输,只需一根数据线。全双工通信则允许在同一时刻,两个设备之间可以同时收发数据,无需进行方向的切换,这种方式要求通讯双方均配备发送器和接收器,同时需要 2 根数据线。


波特率也是串口通信中的重要概念。字符帧是按位依次传输的,波特率就是传输字符帧时的位速率,单位为 bit/s。通信双方必须使用相同的波特率,常见的波特率如 9600、115200 等。 

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