[嵌入式]UART、RS232、RS485、IIC、SPI总线

UART

UART(Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 通用异步收发器，是一种全双工的、异步串行数据总线。数据位一般为5-8位（太长会因为时钟频率的缘故，产生误差）。
一般含串口的芯片集成有 UART 控制器，我们只需要操作其寄存器即可完成通信。
以4412开发板为例，讲解其串口2使用（基本上可以理解为一堆寄存器操作）：

1. 设置主板的 GPA1_0 和GPA1_1 引脚为 UART2的发送和接收引脚，操作寄存器 GPACON[7:0]
2. 设置 UART2 的帧格式， ULCON2
   8位数据位 1位停止位 无校验 正常模式
3. 设置 UART2 的发送和接收模式为轮询模式 UCON2[3:0]
4. 设置波特率 UBRDIV2/UFRACVAL2
5. 将要发送的数据写入发送寄存器

RS232

RS232 和 RS485 是电气层面的说法，实际上还是串口协议。
直接使用串口有会有如下问题：

• 电气接口特性未定义：比如连接器、电平等
• 使用的是TTL电平，抗干扰能力很差
• 通信距离短

然后RS232就来了，其连接器标准为 DB9（如下图，早期的很多PC、投影仪都有这个接口），主要使用的引脚其实只有三个（RXD/TXD/GND），其传输距离可达15m。

RS485

但RS232也有问题

• 比如电平太高了（-5~-15 表示 1，+5~+15表示0），容易损坏接口电路芯片；
• 速度低
• 易产生共模干扰

所以又有了 RS485。RS485采用差分信号，抗干扰能力强，传输距离可达1500m；同时语序多个收发器，具备多站能力，能够形成网络；电压低，同时兼容TTL。
但RS485是半双工的，编程上需要做一点特殊处理。

差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反。
在这两根线上的传输的信号就是差分信号。
两线电压差 +2 ~ +6表示1，-2 ~ - 6表示0.

IIC

IIC（Inter-Integrated Circuit）其实是IICBus简称，所以中文应该叫集成电路总线，它是一种串行通信总线，使用多主从架构。

IIC 多设备连接图：

SPI

SPI是串行外设接口（Serial Peripheral Interface）的缩写，是一种高速的，全双工，同步的通信总线，并且在芯片的管脚上只占用四根线，节约了芯片的管脚，同时为PCB的布局上节省空间，提供方便，

SPI多从设备连接图：