参考[9-1] USART串口协议_哔哩哔哩_bilibili
单工、半双工、全双工
单工：数据传输只支持数据在一个方向上传输;
只能A给B讲话;
半双工：数据传输允许数据在两个方向上传输，但是，在某一时刻，只允许数据在一个方向上传输，它实际上是一种切换方向的单工通信;
A、B都能讲，同一时刻只能一个人讲话，A给B讲话时，B不能讲；B给A讲话，A不能讲;
全双工：数据通信允许数据同时在两个方向上传输，因此，全双工通信是两个单工通信方式的结合，它要求发送设备和接收设备都有独立的接收和发送能力。
A、B同一时刻都能讲;
时钟
异步：无时钟线，所以需要双方约定一个采样频率，并且还需要加一些帧头帧尾等，进行采样位置的对齐
同步：有单独的时钟线，时钟特性：同步，接收方可以在时钟信号的指引下进行采样
电平
差分信号：使用差分信号可以极大地提高抗干扰特性，所以差分信导般传输速度和距离都会非常高，性能也是很不错的
设备特性
点对点：只有两个人，直接传输数据就可以
多设备：可以在总线上挂载多个设备的；多设备就相当于老师在教室里。面对所有同学谈话
多设备有一个需要有一个导址的过程，以确定通信的对象
串口通信协议
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、通信线路简单，可实现两个设备的互相通信（点对点）
单片机的串口可以使单片机与单片机、单片机与电脑、单片机与各式各样的模块互相通信，极大地扩展了单片机的应用范围，增强了单片机系统的硬件实力
硬件电路
TX和RX是单端信号，它们的高低电平都是相对于GND的，所以严格止来说，GND应该也算是通线
信线所以，串回通信的TX、RX、GND是必须要接的
上面的VCC，如果两个设备都有独立供电，VCC可以不接。如果一个设备没有供电，比如这里设
备1是STM32，设备2是蓝牙串口模块STM32有独立供电，蓝牙串回没有独立供电那就需要把蓝牙
串口的VCC和STM32的VCC接在起，由STM32向子模块供电当然供电的电涯也需要注意下，要按
照子模块的要求来。
电平标准
在硬件电路上，协议规定是，一个设备使用TX发送高低电平，另一个设备使用RX接收高低电平
在线路中，使用TL电平因为STM32是3.3V的器件。所以如果线路对地是3.3V，就代表发送了逻辑1
如果线路对地是0V，就代表发送了逻辑0
串口参数及时序
波特率：每秒发送几位；1000bps，那就表示，1s要发1000位，每位的时间就是1ms（发送D0需要1ms）
起始位：表示传输开始，低电平
停止位：停止位固定为1，把引脚恢复成高电平
数据位：发送0x0F: 0000 1111 波形如下（低位先行）
校验位：奇偶校验；校验可以选择种方式。无校验、奇校验和偶校验
无校验 时序如图
奇校验和偶校验 时序如图
如果使用了奇校验，那么包括校验位在内的9位数据会出现奇数个1
如：发送 0000 1111，偶数个1，需要在校验位补一个1保证奇数：0000 1111 1
发送 0000 0111，奇数数个1，需要在校验位补一个0保证奇数：0000 0111 0
偶校验同理
串口时序
其中第一个波形：
这个波形是发送一个字节数据0x55时， 在TX引脚输出的波形，波特率是9600。所以每一位的时
间就是1/9600，大概是104us
解析：没发送数据的时候，是空闲状态高电平，数据帧开始。先发送起始位，产生下降沿，代表数
据帧开始数据0x55转为二进制0101 0101，低位先行，就是依次发送1010 1010。8位数据，1位停
止，无校验。
偶校验位波形：
总结：
总结下就是，TX引脚输出定时翻转的高低电平，RX写脚定时读取引脚的高低电平每个字节的数据
加上起始位、停止位、可选的校验位，打包为数据帧，依次输出在TX引脚，另端RX引脚依次接
收。这样就完成了1Byte(字节)=8bit(比特)数据的传递。
USART
USART
TX (Transmit Exchange）是数据发送脚
RX (Receive Exchange）是数据接收脚
异步：无时钟线，所以需要双方约定一个采样频率，并且还需要加一些帧头帧尾等，进行采样位置的对齐
电平特性：单端；也就是它们引脚的高低电平都是对GND的电压差，所以弹端信号通信的双方必须要共地，就是把GND接在起
简介
USART（Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter）通用同步/异步收发器
（串口通信的硬件支持电路）
USART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
自带波特率发生器，最高达4.5Mbits/s 类似分频器
可配置数据位长度（8/9）、停止位长度（0.5/1/1.5/2）
可选校验位（无校验/奇校验/偶校验）
支持同步模式、硬件流控制、DMA、智能卡、IrDA、LIN
STM32F103C8T6 USART资源： USART1、 USART2、 USART3
原理框图主要部分
USART基本结构
结构图分析参考[9-2] USART串口外设_哔哩哔哩_bilibili19:38
P26 19:38
数字帧
9位字长，有校验：
8位字长，无校验：
常用1位停止位
起始位侦测
[9-2] USART串口外设_哔哩哔哩_bilibili P26 26:10 解析
首先输入的这部分电路对采样时钟进行了细分，它会以波特率率的16倍额率进行采祥，也就是在一位的时间里，可以进行16次采样。根据这16次采样进行侦测，判断起始位、噪声，并在8、9、10次采样进行对其中间对其起始位正中间之后。接收数据位时，就都在第8、9、10次，进行采样。这样就能保证采样位置在位的中间了。
这就是起始位侦测和采样位置对齐的策略。
检测噪声数据采样
已经对齐过，因此在第8、9、10次采样数据位，采样3次，没有噪声的理想情况下，这3次肯定全为1或者全为0。全为1，就认为收到了1，全为0，就认为收到了0。如果有噪声，导致B次采样不是全为1或者全为0。那它就按照2: 1的规则来，2次为1，就认为收到了1；2次为0，就认为收到了0。在这种情况下，噪声标志位NE也会置1，告诉你，我收到数据了，但是有噪声，你悠着点用。
波特率发生器
USART1时钟
DIV：分频系数
代码框架（串口发送、接收代码逻辑）：
串口发送：
//第一步。开启时钟，把需要用的USART和GPIO的时钟打开
//第二步。GPIO初始化。把TX配置成复用输出，RX配置成输入
//第三步。配置USART,直接使用个结构体
//第四步。如果你只需要发送的功能就直接开启USART，初始化就结束了（需要接收，配置中断）
串口发送+接收：
//查询： 在发送基础上初始化开启RX引脚PA10，模式开启RX
//中断：
1.USART_ITConfig
2.开启RXNE标志位到NVIC的输出 NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2);
3.中断函数 USART1_IRQHandler
HEX、文本数据包接收
开启时钟
初始化结构体 GPIO和NVIC
启动
发送函数，调用库函数
（中断函数）状态机逻辑（包头、包尾、数据的判断）
和HEX区别：可变包长，含包头包围 数据类型不同
I2C通信
SCL (Serfial Clock)串行时钟线
SDA (Serfial Data)串行数据线
同步：有单独的时钟线，时钟特性：同步，接收方可以在时钟信号的指引下进行采样
电平特性：单端；也就是它们引脚的高低电平都是对GND的电压差，所以弹端信号通信的双方必须要共地，就是把GND接在起
简介
I2C（Inter IC Bus）是由Philips公司开发的一种通用数据总线
两根通信线：SCL（Serial Clock）、SDA（Serial Data）
同步，半双工
带数据应答
支持总线挂载多设备（一主多从、多主多从）
硬件电路
所有I2C设备的SCL连在一起，SDA连在一起
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
解释：（开漏输出模式与上拉电阻）
类似一个弹簧（电阻）吊着的杆子，只能下拉输出低电平，然后放手靠弹簧弱上拉高电平
所有的设备都只能输出低电平而不能输出高电平；
第一，完全杜绝了电源短路现象，保证电路的安全（所有人拉杆子、或者放手都不会强拉、强推）
第二，避免了引脚模式的频繁切换。
开漏加弱上拉的模式，同时兼具了输入和输出的功能（你要是想输出，就去拉杆子或放手，操作杆子变化就行了。你要是想输入，就直接放手，然后观察杆子高低就行了）
第三，就是这个模式会有一个“线与”的现象。
时钟一个低全低，总线全高才是高
I2C时序基本单元（软件）
[10-1] I2C通信协议_哔哩哔哩_bilibili P31 22:27
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
起始：SCL高电平SCL处于高电平不去动它，然后把SDA拽下来，产生一个下降沿。当从机捕获到这个SCL高电平，SDA下降沿信号时，就会进行自身的复位，等待主机的名唤。
然后在SDA下降沿之后，主机要再把SCL拽下来。拽下SCL，一方面是占用这个总线，另一方面也是为了方便我们这些基本单元的拼接。就是之后我们会保证，除了起始和终止条件，每个时序单元的SCL都是以低电平开始，低电平结束。
终止：SCL先放手，回弹到高电平，SDA再放手，回弹高电平，产生个上升滑，这个上升沿触发终止条件，同时终止条件之后，SCL和SDA都是高电平。回归到最初的平静状态。
（一主多从）在总线空闲状态时，从机必须始终双手放开，不允许主动跳出来，去碰总线。总线只有主机能碰。
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B7-B0），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
串口是低位先行
发送 在这个单元里，SCL和SDA全程都由主机掌控（实线），从机只能被动读取
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（应答位））
接收 在这个单元里，SCL全程由主机掌控（实线），SDA实线主机控制，虚线从机控制，主机在接收之前，需要释放SDA
发送应答（从机还发不发?）：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。 0从机继续发，1主机不想要，从机交出SDA控制权
接收应答（从机接收到没有?）：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）
(电阻弱上拉高电平)
这个场景就是，主机区发送一个字节，然后说，有没有人收到啊。我现在把SDA放手了哈。如果有人收到的话，你就把SDA拽下来，然后主机高电平读取数据。 发现，唉，确实有人给它拽下来了。（0从机收到，1从机没收到）
I2C时序
指定地址写
对于指定设备（Slave Address），在指定地址（Reg Address）下，写入指定数据（Data）
这个数据帧的目的就是，对于指定从机地址为1101 000的设备，读写位 0（读1 写0），在其内部0x19地址的寄存器中，写入0xAA这个数据 （应答位RA）
指定地址读
对于指定设备（Slave Address），在指定地址（Reg Address）下，读取从机数据（Data）
这个数据帧的目的：
前半段 对于指定从机地址为1101 000的设备，读写位 0（0xD0），指定其内部0x19地址的寄存器
后半段 对于指定从机地址为1101 000的设备，读写位 1（0xD1），读取指定内部寄存器内容为0xAA
注：指定地址写的指定地址部分，加上 ‘ 当前地址读 ’ 的读取部分。
Sr (Start Repeat)的意思就是重复起始条件；拼接处（因为前一段时序已经指定了写操作 0，需要重新指定读操作 1）（指定读写标志位只能是跟着起始条件的第一个字节）
图解释：前面的部分是指定地址写，但是只指定了地址，还没来得及写
因为前面指定了地址，因此后面再调用当前地址读，就是指定地址读
当前地址读 （此方法不常用，因为选完从机后，读写给读1，直接发送（要读的）数据，不能指定从机寄存器地址）
对于指定设备（Slave Address），在当前地址指针指示的地址下，读取从机数据（Data）
读写数据帧对比
写数据 0
读数据 1
读写对比
代码框架
1.这里。我们首先建立2C通信层的.c和.h模块
在通信层里，写好I2C底层的GPIO初始化和6个时序基本单元，也就是起始、终止，发送、接收一个字节，发送应答和接收应答
2.写好I2C通信层后，我们再建立MPU6050的.c和.h模块，在这一层我们将基于I2C通信的模块，来实现指定地址读、指定地址写，再实现与寄存器对芯片进行配置，读寄存器得到传感器数据
3.最终在main.c里，调用MPU6050的模块。初始化，拿到数据，显示数据
SPI通信
SCLK (SerialClock)是时钟
MOSI (Master output Slave Input)是主机输出数据脚
MISO (Master Input Slave output)是主机输入数据脚
CS (Chip select)是片选，用于指定通信的对象
同步：有单独的时钟线，时钟特性：同步，接收方可以在时钟信号的指引下进行采样
电平特性：单端；也就是它们引脚的高低电平都是对GND的电压差，所以弹端信号通信的双方必须要共地，就是把GND接在起
读写数据帧对比
写数据 01
读数据 10
读写对比
CAN通信
CAN_H、CAN_L 这两个是差分数据脚，用两个引脚表示一个差分数据
异步：无时钟线，所以需要双方约定一个采样频率，并且还需要加一些帧头帧尾等，进行采样位置的对齐
电平特性：差分信号；它是靠两个差分引脚的电压差来传输信号的（使用差分信号可以极大地提高抗干扰特性）
数据帧
感觉通信协议其实大同小异，都差不多：可以分成三步
1.寻址，并且说明要干嘛（读写）
2.数据
3.校验和结束
USB通信
DP、DM（D+、D-）一对差分数据脚
异步：无时钟线，所以需要双方约定一个采样频率，并且还需要加一些帧头帧尾等，进行采样位置的对齐
电平特性：差分信号；它是靠两个差分引脚的电压差来传输信号的（使用差分信号可以极大地提
高抗干扰特性） 不过USB协议里面也有些地方需要单端信号，需要共地