通信协议——分类及其特征介绍

一、波特率

在电子通信领域，波特（Baud）即调制速率，指的是有效数据讯号调制载波的速率，即单位时间内载波调制状态变化的次数。波特率表示每秒钟传送的码元符号的个数，它是对符号传输速率的一种度量，它用单位时间内载波调制状态改变的次数来表示，1波特率即指每秒传输1个符号。

二、异步和同步

异步：两个设备之间没有时钟线相连，但是设备双方需要保持一致的通信波特率,如下图，只有数据线没有SCL时钟线。

同步：有时钟线，通信速度相同，所以不再需要配置相同速度。如下图，除了有交换信息的数据线，还有SCL时钟线。

三、全双工、半双工、单工

（1）单工

两个通信设备用一根线相连，且只在一个方向上通信。如下图，数据由A到B一个方向通信。

（2）半双工

两个设备用一根线相连，可两边传输数据，但在某一时刻，数据只能由一方传向另一方。

（3）全双工

有两根数据线，同一时刻，A可向B发数据，B也可向A发数据。如下图。

三、串行和并行

并行：

多个bit的数据同一时刻传出，数据传输是以计算机的字长，通常是8位、16位、32位为传输单位，一次传送一个字长的数据。它适合于外部设备与CPU之间近距离信息交换。在相同频率下，并口传输的效率是串口的几倍。

串行：

数据按序一位一位地传，接收端也是一位一位地接。

四、常见接口技术的分类

1-Wire/W1/一线协议，典型代表有DS18B20温度传感器、DHT11温湿度传感器；
I2C/IIC协议，典型代表有SHT30温湿度传感器、OLED显示屏、RTC、触摸屏等；
UART/RS232/RS485/串口协议，典型代表有GPS、GPRS/3G/4G、NB-IoT、蓝牙、WiFi等模块；
SPI协议，典型代表NFC芯片、SPI以太网、LoRa等。

五、电平信号和差分信号

电平信号和差分信号是用来描述通信线路地传输方式地，也就是如何在通信线路上如何表示0和1。

电平信号：传输线中有一个参考电平线（一般是GND），然后信号线上的信号值是由信号线电平和参考线的电压差决定的；缺点是易受干扰，如打个雷啥的，信号线受到影响，信号线电平发生很大的改变，那么信号线电平和参考线的电平电压差也就产生很大的改变。

差分信号：没有参考电平线，所有都是信号线（D+，D-），传输质量稳定。因为一变的话两根线一起变，两根线的差值没变，所以影响不大。