UART、SPI、 I2C等串行通信是嵌入式開(kāi)發(fā)中非常常見(jiàn)的通信方式，這些通信的最底層通信原理其實(shí)不難，但很多初學(xué)者卻學(xué)不會(huì )。

今天分享一些常見(jiàn)通信的底層數據傳輸原理。

UART串口

UART：通用異步收發(fā)傳輸器。UART串口是最常見(jiàn)的一種串口通信，下面是串口連接上位機電腦，以及RS232應用的動(dòng)畫(huà)。

▲ PC上通過(guò)UART來(lái)調試MCU

▲RS-232通過(guò)電平轉換芯片與MCU通訊

SPI串行通信

SPI：Serial Peripheral Interface，串行外設接口。SPI是一種常見(jiàn)的串行同步通信協(xié)議，其應用也非常廣泛。

下面是SPI數據傳輸的時(shí)序圖：

▲ SPI 數據傳輸（1）

▲ SPI數據傳輸（2）

▲ SPI時(shí)序信號

I2C通信

I2C：Inter-Integrated Circuit，字面意思是集成電路之間，是I2C Bus簡(jiǎn)稱(chēng)。I2C主要是通過(guò)地址來(lái)區分識別從機，其通信原理相對較簡(jiǎn)單。

▲ I2C總線(xiàn)以及尋址方式

紅外遙控

紅外遙控在我們現實(shí)生活中比較常見(jiàn)，家庭各種遙控器大部分都是紅外遙控。紅外遙控是通過(guò)控制脈寬（高低電平的時(shí)間）來(lái)實(shí)現通信的，只是它是通過(guò)紅外無(wú)線(xiàn)信號建立通信鏈路（紅外遮擋了就不行，但可反射）。

紅外遙控在我們現實(shí)生活中比較常見(jiàn)，家庭各種遙控器大部分都是紅外遙控。紅外遙控是通過(guò)控制脈寬（高低電平的時(shí)間）來(lái)實(shí)現通信的，只是它是通過(guò)紅外無(wú)線(xiàn)信號建立通信鏈路（紅外遮擋了就不行，但可反射）。

▲ 紅外控制信號也是一個(gè)串行通訊信號

▲ 紅外信號接收與放大整形電路

▲ 一個(gè)使用紅外接收光電管控制繼電器進(jìn)行魚(yú)食投喂電路

串并轉換電路

串并轉換，就是串行數據轉成并口數據，通過(guò)時(shí)鐘控制串行數據一位一位傳輸，湊整（8位）就是一個(gè)并行數據了。這種轉換器有很多現成的芯片，原理很簡(jiǎn)單。

▲ 串入、并出移位寄存器

▲ 由八個(gè)D寄存器組成的移位寄存器

▲ 串行傳輸示意圖

其它

這里再分享一些其他串行傳輸的原理（波形）：

▲ PWM控制LED亮度

▲ PWM控制LED亮度

▲ 調幅與調頻信號

▲ 相位調制信號

▲ 方波邊沿抖動(dòng)波形