[嵌入式]UART和SPI简介

UART

??????? 即通用异步收发器，是一种通用的串行、异步通信总线，该总线有两种数据线，可以实现数据的发送和接收，在嵌入式系统中常用于主机与辅助设备之间的通信。

通信基础-并行和串行

并行通信

串行通信

?单工通信

?双工通信

半双工：发送和接收不可以同时进行

全双工：发送和接收可以同时进行

波特率：

波特率是用于描述UART通信时的通信速度，其单位为bps，即每秒钟传送的bit的数量（位）（不是字节）

UART帧格式

?校验位可有可无

?硬件连接

?UART控制器

一般情况下处理器都会集成UART控制器，我们使用UART进行通信时候只需对其内部的相关寄存器进行设置即可。

SPI简介

SPI总线

? ? ? ? SPI是串行外设接口的缩写，SPI是一种高速的、全双工、同步的串行通信总线；SPI采用主从方式工作，一般有一个主设备和一个或多个从设备；SPI需要至少四根线，分别是MISO、MOSI、SCLK、CS（chip select）。SPI使用引脚较少且布线方便。?

什么时候会比四根线多？

答：多个从机的时候

?寻址方式

当主设备要和某个从设备进行通信时，主设备需要先向对应的从设备的片选线上发射使能信号（高电平或者低电平，根据从机而定）表示选中该设备

?通信过程

SPI总线在进行数据传输时，先传递高位，后传递低位；数据线为高电平表示逻辑“1”，低电平表示逻辑‘0’；一个字符传送完成后无需应答即可开始下一字节的传送；SPI总线采用同步方式工作，时钟线在上升沿或下降沿时发送器向数据器上发送数据，在紧接着的下降沿或上升沿时接收器从数据线上读取数据，完成一位数据传送，八个时钟周期即可完成一个字节数据的传送。

? ?极性和相位：

? ? ? ? SPI总线有四种不同的工作模式，取决于极性（CPOL）和相位（CPHL）这两个因素

CPOL表示SCLK空闲时的状态

? ? ? ? CPOL=0，空闲时SCLK为低电平

???????? CPOL=1，空闲时SCLK为高电平

CPHA表示采样时刻

????????CPHA=0,每个周期的第一个时钟沿采样

????????CPHA=1，每个周期的第二个时钟沿采样

? ? ? ? 需要特别说明的是，对于一个特定的从设备来说，一般在出厂时就会将其设计为某种特定的工作模式；我们在使用时就必须保证主设备的工作模式和该从设备保持一致，否则是无法进行通信的；所以一般我们需要对主设备的CPOL和CPHA进行配置。

IIC和SPI异同

相同点

1. 均采用串行、同步的方式
2. 均采用TTL电平，传输距离和应用场景相似
3. 均采用主从方式进行工作

不同点：

1. IIC为半双工，SPI为全双工
2. IIC有应答机制，SPI无应答机制
3. IIC通过向总线广播从机地址来寻址，SPI通过向对应从机发送使能信号来寻址
4. IIC的时钟极性和时钟相位固定，SPI的时钟极性和时钟相位可调