數據傳輸方式（按位傳輸方式）
并行通信
通過多條數據線同時傳輸多個數據位，速度較快但成本高，抗干擾能力弱，適用于短距離通信，如早期的打印機接口。
串行通信
通過單條或少數數據線逐位傳輸數據，線路簡單、成本低、抗干擾強，適用于中長距離通信，如UART、USB等。
通信方向（按收發能力）
單工通信
數據只能單向傳輸，無法交互，如廣播或遙控器。
半雙工通信
數據可雙向傳輸但不能同時進行，需分時切換方向，如對講機或RS-485總線。
全雙工通信
數據可同時雙向傳輸，需獨立收發線路，如電話或UART串口。
串口通信（UART）
采用異步全雙工通信方式，無時鐘線，通過預設波特率同步傳輸。
數據幀包含起始位、數據位（5~8位）、可選校驗位及停止位。
典型應用包括單片機與PC、傳感器等設備的通信。
校驗方式（數據完整性檢測）
奇校驗
數據位中“1”的總數需為奇數，不足時校驗位補“1”。
例如：01001000（2個“1”）需補“1”使總數為3。
偶校驗
數據位中“1”的總數需為偶數，不足時校驗位補“1”。
例如：01001000（2個“1”）校驗位補“0”保持總數不變。
實際通信中也可選擇無校驗以減少開銷。
同步通信與異步通信（按同步方式）
同步通信
依賴時鐘信號同步，數據連續傳輸，無起始/停止位，效率高但需額外時鐘線，如SPI或I2C。
異步通信
通過波特率和幀結構同步，數據以獨立幀傳輸，硬件簡單但效率較低，如UART或RS-232。
串口通信基礎概念
串口通信是一種通過單條或少數線路逐位傳輸數據的通信方式，適合中短距離設備交互（如單片機與PC）。其核心是異步時序，典型代表為UART協議。
UART通信時序
空閑狀態：通信線保持高電平（邏輯1）。
起始位：1位低電平（邏輯0），標志數據傳輸開始。
數據位：5~8位有效數據（常見8位），低位在前傳輸。
校驗位（可選）：奇/偶校驗或無校驗，用于簡單檢錯。
停止位：1~2位高電平（邏輯1），標志幀結束。
波特率與速率配置
串口通信速率由波特率（Baud Rate，單位bit/s）決定，收發雙方必須一致。
常見波特率
標準值包括：1200、2400、4800、9600、19200、38400、57600、115200、230400等。
代碼示例：
通過定時器配置波特率（如8051單片機）：
TH1 = 0xFD; // 波特率9600（假設晶振11.0592MHz）
TL1 = 0xFD;
物理層標準對比
TTL電平
電平范圍：
5V TTL：邏輯1≈5V，邏輯0≈0V。
3.3V TTL：邏輯1≈3.3V，邏輯0≈0V。
特點：傳輸距離短（<3米），抗干擾弱，直接連接芯片引腳。
RS232
電平范圍：邏輯1=-3~-15V，邏輯0=+3~+15V。
特點：通過電平轉換芯片（如MAX232）與TTL互轉。
傳輸距離≤15米，點對點全雙工通信，常見于DB9接口。
RS485
差分信號：邏輯1（A>B），邏輯0（A<B）。
特點：抗干擾強，傳輸距離≤1200米。支持多節點（最多32設備），半雙工通信，用于工業總線（如Modbus）。
應用場景
| 標準 | 距離 | 節點數 | 典型場景 |
|---|---|---|---|
| TTL | <3米 | 點對點 | 單片機與傳感器直連 |
| RS232 | ≤15米 | 點對點 | 舊式PC與外設通信 |
| RS485 | ≤1200米 | 多節點 | 工業現場總線（PLC等） |
Modbus協議
工業領域主從式通信協議，支持設備間數據交互。
Modbus RTU
二進制模式，幀結構包括地址碼、功能碼、數據區及CRC校驗。
功能碼如0x03（讀寄存器）、0x06（寫單個寄存器）。
采用CRC16校驗確保數據完整性。
Modbus ASCII
文本模式，數據以ASCII字符傳輸，幀結構包含起始符、地址碼、功能碼、數據區及LRC校驗。
校驗采用LRC（縱向冗余校驗）。
協議簡單開放，支持RS-232/485及以太網（Modbus TCP）等物理層。
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