IIC
基本特點
同步，半雙工
標準100KHz，最高400KHz（IIC主要應用于低速設備）
硬件組成
需外接上拉電阻
通信過程
空閑狀態
SDA和SCL都處于高電平
開始信號S和終止信號P
在數據傳輸過程中，當SCL=0時，SDA才可以跳變；當SCL=1時，SDA必須保持穩定，一旦有電平跳變就代表是起始信號或終止信號。
- 起始信號S：SCL=1時，SDA由1->0
- 終止信號P：SCL=1時，SDA由0->1
數據有效性
在數據傳輸過程中，當SCL=0時，SDA才可以跳變；當SCL=1時，SDA必須保持穩定，一旦有電平跳變就代表是起始信號或終止信號。
在SCL=1時，SDA數據線穩定，數據有效。
應答信號
每當主機向從機發送完一個字節的數據，主機總是需要等待從機給出一個應答信號，以確認從機是否成功接收到了數據
主機將SCL拉高，讀取SDA電平：
- SDA=0，表示有效應答位（ACK），表示從機已成功接收該字節
- SDA=1，表示非應答位（NACK），表示從機接收該字節失敗
每次傳輸時，接收方都要返回一個ACK給發送方，才能繼續數據通信
IIC寫數據
1.主機發送設備地址（前7位為設備地址，第8位代表W）；
2.各從機比對自己的地址，匹配則發送ACK；
3.主機收到ACK，繼續發送要訪問的寄存器地址；
4.從機成功接收，發送ACK；
5.主機發送DATA。
寫AT24C02時序：
IIC讀數據
1.主機發送設備地址（前7位為設備地址，第8位代表W）；
2.各從機比對自己的地址，匹配則發送ACK；
3.主機收到ACK，繼續發送要訪問的寄存器地址；
4.從機成功接收，發送ACK；
5.主機重新發送一個S信號，發送設備地址（第8位為R）
6.從機成功接收，發送ACK；
7.從機緊接著返回對應地址寄存器數據，直到主機不在返回ACK。
讀AT24C02時序：
SPI
基本特點
同步、全雙工
最高50MKHz
硬件組成
需外接上拉電阻
通信過程
包括主機和從機（可實現一主多從）
主機和從機構成一個環形結構，通過移位寄存器實現串行傳輸，這就意味著：
- 寫數據：必定會接收到從機的數據，丟棄即可
- 讀數據：必定需要向從機發送無用數據，才能讀到需要的數據
一主多從
-
多NSS
-
菊花鏈
數據流向：
所以不難發現，菊花鏈模式充分使用了SPI其移位寄存器的功能，整個鏈充當通信移位寄存器，每個從機在下一個時鐘周期將輸入數據復制到輸出。
ISOSPI
CAN
基本特點
異步、半雙工、差分
ISO11898是針對通信速率為125Kbps~1Mbps的高速通信標準（閉環，需要添加終端電阻120Ω，用于阻抗匹配，減少回波反射）
IS011519-2是針對通信速率為125Kbps以下的低速通信標準（開環）
硬件組成
CAN控制器、CAN收發器、終端電阻
電平標準
隱性電平：邏輯1（CAN_RX/TX=3.3v） 電壓差=0V（CAN_H=2v,CAN_L=2v）
顯性電平：邏輯0（CAN_RX/TX=0v） 電壓差=2V（CAN_H=3.5v,CAN_L=1.5v）
通信過程
-
空閑狀態
當總線上的上出現連續的11位隱性電平，那么總線就處于空閑狀態。 -
數據傳輸
每次發送數據前，節點都會監聽總線的狀態，如果總線狀態為空閑時，它就會立即向總線上發送自己的數據，這個數據里不僅有數據，還有本身的ID信息或者其他的控制指令，應稱為數據包(數據幀)，也叫做報文。 -
仲裁機制（利用線與和回讀機制）
以上只是節點1主動發送數據，但是萬一節點1和節點2同時向節點3發送數據的時候，如何判定先后呢？采用非破壞性位仲裁機制，即對各個消息的標識符（即ID號）進行逐位仲裁（比較），如果某個節點發送的消息仲裁獲勝，那么這個節點將獲取總線的發送權，仲裁失敗的節點則立即停止發送并轉變為監聽（接收）狀態。
因為顯性電平會覆蓋隱性電平，兩個節點同時發送報文時，0會將1覆蓋（線與），而每個節點在發送完之后都會進行回讀操作：如果自己發的1，都回來的卻是0，那仲裁失敗，進入空閑狀態；自己發的和回讀的一樣則獲得總線控制權。（ ID：000000 00010 比 000000 00011 的優先級要高）
- 位時序
can的數據幀中沒有用于同步的標志，它的同步是靠位時序實現的。
CAN將一位又分為4段， 同步段（SS）、傳播時間段（PTS）、相位緩沖段 1（PBS1）、相位緩沖段 2（PBS2）。分解后最小的時間單位是 Tq，而一個完整的位由 8~25 個 Tq 組成。通過這些段可以計算出CAN的波特率。
同時每一個段又能用來進行數據同步，分為硬同步和重新同步：
- 硬同步：在幀起始信號時（SOF）同步總線上所有器件的位時序，無法確保后續一連串的位時序都是同步的（可以理解為節點在檢測到幀起始信號時才開始“設置段”）
- 重新同步:在檢測到總線上的時序與節點使用的時序有相位差時(即總線上的跳變沿不在節點時序的 SS 段范圍)，通過延長 PBS1 段或縮短 PBS2 段，來獲得同步。
硬同步和重新同步都是使用SS段來檢測，而同步的目的就是讓SS段把跳變沿包含進來
區別在于：
硬同步是在數據傳輸開始時（SOF處）設置SS段包含跳變沿，類似于初始化；
重新同步是在數據傳輸過程中設置PBS段以實現SS段包含跳變沿
數據格式
傳輸的報文包括數據幀，遙控幀，錯誤幀，過載幀，幀間隔。
數據幀：
數據幀和遙控幀有標準格式和擴展格式兩種格式，標準格式有 11 個位的ID，擴展格式有 29 個位的 ID。
- SOF：聯系前文可知，當數據幀發出第一位時（0為顯性電位），總線就由空閑狀態轉為傳輸狀態，同一時間只能允許一個節點傳輸數據。
- Identify：接下來的仲裁段有11位，即本數據幀的 ID 信息，決定著數據幀發送的優先級，也決定著其它設備是否會接收這個數據幀，禁止高 7 位都為隱性（禁止設定：ID=1111111XXXX）， ID 信息的作用：① 如果同時有多個節點發送數據時，作為優先級依據（仲裁機制）；② 目標節點通過 ID 信息來接受數據（驗收濾波技術）。這些將在下文提出。
- RTR：(Remote Transmission Request BIT) 位用于標識是否是遠程幀（0，數據幀；1，遠程幀），在數據幀里這一位為顯性(邏輯 0)。
- IDE：(Identifier Extension Bit)，是用于區分標準格式與擴展格式，在標準格式中 IDE 位為顯性，在擴展格式里 IDE 位為隱性。
- r0：保留位，必須以顯性電平發送。
- DLC：由 4 位組成，MSB 先行（高位先行），它的二進制編碼用于表示本報文中的數據段含有多少個字節，DLC 段表示的數字為0到8，若接收方接收到 9~15 的時候并不認為是錯誤。
- Data：數據幀的核心內容，它由 0~8 個字節(0 ~ 64位)組成，MSB 先行。
- CRC：該段用于檢查幀傳輸錯誤，發送方以一定的方法計算包括：幀起始、仲裁段、控制段、數據段；接收方以同樣的算法計算 CRC 值并進行比較，如果不同則會向發送端反饋出錯信息，重新發送；計算和出錯處理一般由 CAN 控制器硬件完成或由軟件控制最大重發數。該段由 15 個位的 CRC 順序和 1 個位的 CRC 界定符（用于分隔的位）組成，它為隱性位，主要作用是把CRC 校驗碼與后面的 ACK 段間隔起來。
- ACK：由 ACK 槽(ACK Slot)和 ACK 界定符 2 個位組成，在 ACK 槽位中，發送端發送的為隱性位，而接收端則在這一位中發送顯性位以示應答。在 ACK 槽和幀結束之間由 ACK 界定符間隔開，為隱性位。（發送 ACK/返回 ACK這個過程使用到回讀機制，即發送方先在 ACK 槽發送隱性位后，回讀到的總線上的電平為顯性0，發送方才知道它發送成功了，不用重發）
- EOF：由發送端發送 7 個隱性位表示結束。
無ACK:
有ACK:
在數據幀的拓展格式中，與標準格式不同處在于：
- 仲裁段為 29 位；
- 多出的SRR 位(Substitute Remote Request BIT)，用于替代標準格式中的 RTR 位。SRR 位為隱性位，由于 RTR 在數據幀為顯性位，所以在兩個 ID 相同的標準格式報文與擴展格式報文中，標準格式的優先級較高；
- 控制段中的 r1 和 r0 一樣都為保留位，默認設置為顯性位；
- 擴展格式的 ID 有 29 個位。基本 ID 從 ID28 到 ID18，擴展 ID 由 ID17 到 ID0 表示。基本 ID 和標準格式的 ID 相同。禁止高 7 位都為隱性。（禁止設定：基本 ID=1111111XXXX）
位填充
為防止突發錯誤而設定，CAN協議中規定，當相同極性的電平持續五位時，則添加一個極性相反的位。填充位的添加和刪除是由發送節點和接收節點完成的，CAN-BUS只負責傳輸，不會操縱信號。
stm32中的CAN
- 具有 3 個發送郵箱，發送報文的優先級可以使用軟件，可以記錄發送的時間；
- 有 2 個 3 級深度的接收 FIFO，可以使用過濾功能只接收或不接收某些 ID號的報文；
- 不支持使用 DMA 進行數據收發；
- 可變的過濾器組（最多 28 個）。
接收FIFO
CAN的FIFO用于緩存CAN數據包，最多存放3個。一旦超出3個數據就無法收到新數據，需要及時讀出，并釋放郵箱。
接收消息分為：
- 掛起：一旦FIFO有消息掛起位（pending）就會置位
- 上溢：FIFO滿了（最多有3個消息）
過濾器組
過濾器用于在數據包送到接收FIFO之前，只接受指定數據，過濾掉不需要的數據。
每個過濾器X（共28個）由兩個32位的寄存器組成：CAN_FxR1和CAN_FxR2
過濾器可設置兩種篩選方法：
- 標識符掩碼：篩選一組符合條件的報文
ID：指定ID的報文可進入FIFO中
掩碼：含義是根據CAN_FxR2中哪些位為1，篩選出ID這些位與CAN_FxR1中這些位相同的報文（即0xFFFF0000可篩選出前16位相同的報文） - 標識符列表：篩選兩個符合條件的報文
ID：只能篩選出兩種指定ID的報文
DMA
DMA不屬于通信協議，但和上述幾個通信協議一起記錄，是因為它們會經常關聯使用
基本特點
DMA可以實現在沒有CPU干預的情況下完成數據的傳輸
硬件組成
能夠使用DMA的外設：
通信過程
配置DMA：
- 傳輸模式：單次/循環
- 傳輸方向：source，destination
- 傳輸大小
- 傳輸通道
- 使能中斷：發送完成中斷，發送空閑中斷，發送一半中斷
優勢
通過串口接收數據，若采用中斷方式，在數據量很小的情況下很有用，但是一旦數據量大了，CPU將頻繁被中斷打斷；而采用DMA+中斷的方式，DMA只有在一次性傳輸size個數據（或者空閑）后才會請求DMA傳輸完成中斷，告知CPU傳輸完成，而數據的傳輸工作都是由DMA完成的。
