同步/异步,串行/并行,SPI/I2C/UART/RS485/CAN等简单介绍与区别

一、异步通信

1. 所谓异步通信是指数据传送以字符为单位,字符与字符间的传送是完全异步的,位与位之间传送基本同步。
2. 发送方发出数据后,不等接收方发回响应,接着发送下个数据包的通讯方式。
3. 以字符为单位传送信息。
4. 相邻两字符间隔长度不确定。 
5. 必须在每一个字符的开始和结束的地方加上标志,即加上开始位和停止位,以便使接收端能够正确地将每一个字符接收下来。
6. 异步通信时不要求接收端时钟和发送端时钟同步。

二、同步通信

1. 所谓同步通信,是指数据传送是以数据块(一组字符)为单位,字符与字符之间,字符内部的位与位之间都同步。
2. 发送方发出数据后,等接收方发回响应以后才发下一个数据包的通讯方式。
3. 以数据块为单位传送信息。
4. 在一个数据块(信息帧)内,字符与字符与字符间无间隔。
5. 因为一次传输的数据块中包含的数据较多,所以接收时钟与发送时钟严格同步,通常要有同步时钟。
6. 同步通信要求接收端时钟频率和发送端时钟频率一致,发送端发送连续的比特流。

三、串行与并行通信

1. 串行通信指计算机与I/O设备之间数据传输的各位按顺序依次一位接一位进行传送。通常数据在一根数据线或一对差分线上传输。
2. 并行通信是指计算机与I/O口设备间通过多条传输线交换数据,数据的各位同时进行传送。
3. 串行通信传输速度慢,但使用传输设备成本低,适合于远程通信;并行通信的速度快,但传输设备成本高,适合于近距离通信。

四、串行通信数据传送方向

1. 单工:是指数据传输仅能沿一个方向,不能实现反向传输。
2. 半双工:是指数据传输可以沿两个方向,但需要分时进行传输。
3. 全双工:是指数据可以同时进行双向传输。

五、具体通信协议(SPI/I2C/UART/USART/RS485/CAN)

1. SPI---------同步通信;串行通信;全双工;主从通信(某一时刻可以出现多个从机,但只能存在一个主机,主机通过片选线来确定要通信的从机)。


2. I2C---------同步通信;串行通信;半双工;主从通信(总线上支持多个主机和多个从机,总线上任何能够进行发送/接收数据的设备都可以占领总线。当然,任意时间点上只能存在一个主控。多主控,主器件同时争夺总线控制权时,可仲裁)。


3. UART-----异步通信;串行通信;全双工; 对等总线,没有仲裁机制,所以只能挂载两个同时收发数据的设备,双方都可以发送和接收。


4. USART---通用同步异步收发器,跟uart一样,它是个设备,一个要完成特定功能的硬件,本身不是协议...


5. RS485----异步通信;串行通信;半双工;RS485是单主从结构,即一个总线上只能有一台主机,通讯都由它发起的,它没有下命令,下面的节点不能发送,而且要发完即答,收到答复后,主机才向下一个节点询问,这样是为了防止多个节点向总线发送数据,而造成数据错乱。


6. CAN-------异步通信;串行通信;半双工;CAN是多主从结构,每个节点都有CAN控制器,多个节点发送时,以发送的ID号自动进行仲裁,这样就可以实现总线数据不错乱,而且一个节点发完,另一个节点可以探测到总线空闲,而马上发送,这样省了主机的问,提高了总线利用率,增强了快速性。所以在汽车等实性要求高的系统,都是用CAN总线。
 

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