USART

通信协议

串行通信

  • 按数据传输方向分类：
    • 单工：只发不收，或只收不发，例 打印机，广播电视
    • 半双工：IIC，单总线（1-wire）
    • 全双工：SPI、USART
  • 按通信方式分类：
    • 同步通信：带时钟同步信号，比如 SPI，IIC，USART(单独配置时钟线)
    • 异步通信：不带时钟同步信号，比如 UART，USART，单总线

并行通信

  • CPU内部的并行处理、内存与CPU之间的数据传输等。

传输速率

  • IIC总线的工作速度分为3种版本：
    • S(标准模式)：100Kbps，即 100/8 = 12.5KB/s
    • F(快速模式)：400Kbps，即400/8 = 50KB/s
    • HS(高速模式)：3.4Mbps，即3.4M/8 = 435KB/s
    • 超高速模式：5Mbit/s，即5M/8 = 525KB/s
  • SPI：
    • 全双工同步传输，速度约有50Mbps，即约5.9MB/s
  • UART：
    • 无限制，速度取决于波特率，常用9600bps（1.2KB/s）和115200bps（14.4KB/s）
  • RS232：
    • RS232传输距离有限，最大传输距离标准值为15米，且只能点对点通讯，最大传输速率最大为20KB/s。
  • RS485：
    • RS485最大无线传输距离为1200米。最大传输速率为10Mbps(1250KB/s)，在100Kb/S(12.5KB/s)的传输速率下，才可以达到最大的通信距离。
  • CAN：
    • 距离小于40M:速度有1Mbps，即约128KB/s
    • 距离大于40M小于10KM，速度低于5Kbps
  • SDIO：
    • SD内存卡接口基础上的接口
    • 10Mbps以上
  • HSMI：
    • HDMI2.0传输速率为18Gbps(2.25GB/s)
    • HDMI1.3传输速率为10.2Gbps(1.275GB/s)
  • LVDS：
    • 标准传输速率为655Mbps,理论上最快传输速率达1.923Gbps

UART 和 USART

UART（通用异步收发器）、USART（通用同步异步收发器）。

对于大容量STM32F10x系列芯片，分别有3个USART和2个UART。

两者连接方式相同，USART 增加了时钟控制线。

同步通信功能可以把USART当做SPI来用，比如用USART来驱动SPI设备。

RS232、RS485、RS422

原生串口：

  • 原生串口是TTL->TTL，只规定数据以什么格式发送，未规定电平电压
  • GPS模块，串口转wifi模块，HC04蓝牙模块
  • 不同的电平标准设备之间不能通信

RS协议：

  • Recommended Standard 是推荐标准

  • RS232、RS485 都是电气层协议，在串口的基础上规定电平标准

  • 不同设备的电平电压不同，串口不能直接连接

  • 项目中不直接使用原生串口通信，使用 有RS协议的串口 更安全高效

RS232：

  • 电脑的USB串口是RS232电平，单片机芯片是TTL电平
  • +3 ~ +15V 逻辑0，-3 ~ -15V逻辑1
  • 节点数为 1 发 1 收
  • 接口的信号电平值较高，易损坏接口电路的芯片
  • 传输速率较低，在异步传输时，波特率为20Kbps。现在由于采用新的UART 芯片16C550 等，波特率达到115.2Kbps。