1. CAN（Controller Area Network ）通信

   1.1 协议结构组成

        

1. 一组CAN总线由CAN_H(高)、CAN_L(低)组成，双绞线互相缠绕结构，分为闭环通信与开环通信，由于物理层的结构差异，两者使用的收发芯片各不同：

   

   1. 闭环：最高通信速度为1Mbps，并在尽头接120Ω的终端电阻。
   2. 开环：最高的通信速度为125Kbps，两根线不相连，每根总线上要串联一个2.2KΩ的终端电阻，通信距离可达1KM。

   

2. 采用差分信号进行数据传输，逻辑0(显性电平)跟逻辑1(隐性电平)用两根线的电压差表示：当压差>=1.5V时逻辑0；当压差0V至0.5V时为逻辑1。

   

3. 与MCU通信需使用CAN收发器连接连接至总线，同时保持同样的波特率。

1.2 数据帧格式

数据帧由8部分组成：起始位，识别位、RTR位、控制码、数据码、CRC码、ACK码、结束位

1. 起始位: (1bit) 必须为逻辑0

2. 识别位：（11bit）每组CAN通信中，每个MCU拥有由11位识别位组成的唯一识别码，同时这11位也作为仲裁段。

       仲裁段：当其他设备也需要传输报文时，根据识别码（仲裁段）进行仲裁，判断识别码，当同时遇到逻辑0跟1时，总线置为逻辑0，逻辑1的数据帧不再发送。

3.  RTR位: （1bit）用于区分数据帧（置0）及远程请求帧（置1）。

           远程帧：没有数据码，总线单元发出远程帧，请求发送具有同一识别符的数据帧。如果相同标识符数据帧与远程帧冲突，则数据帧优先。

4. 控制码  IDE位：(1bit)用于确认标准帧（逻辑0）or扩展帧（逻辑1）

             空闲位：(1bit)预留位，（具体作用未知）

              DLC：(4bit)数据长度，为1时，代表后面数据长度1字节（8位）以此类推。

5.数据码:  存放数据内容，位的大小由前面的DLC(数据长度位)确定。

6.CRC码：(16bit)（循环冗余校验位）

        CRC序列（校验码）：(15bit)  发送方与接收方的CRC值对应上，才为通信成功；否则重新发送数据帧。

        CRC界定符:（1bit）为固定的逻辑1，将后面信号界定隔离。

7.ACK码（应答场）：（2bit）用于确认报文是否被接收器正确接收。

       ACK:  （1bit）接收了正确的报文后，向发送器发送逻辑0（显性电平），以示正确接收；否则为逻辑1（隐性电平），触发ACK错误。

           注：多节点通信时，如果有接收器错误接收，但ACK仍会置为0，不过会发送错误帧，此帧丢弃处理，发送器重新发送。

        DEL:  （1bit）界定符，固定为逻辑1。

8. 结束位 : （7bit）为7位逻辑1，代表此帧结束。

2.UART（通用异步收发器）串口通信

2.1 协议结构组成

1. 采用两根线，RX为接收数据线，TX为发送数据线，对应的，设备1的RX 接 设备2的TX，设备1的TX 接设备2的RX 。

2. 不同设备间通信需共地（GND）。

3.RX跟TX数据互不干扰。

4.更换物理层可实现TTL、RS232、RS485通信。

5. 设备间通信需保持波特率一致才能确保数据传输的正确性。波特率：每秒传输的bit数(bps)，常用有 9600bps、 19200、38400、57600 以及 115200 等，每个位(bit)的传输时间则为。

2.2 数据帧格式

数据帧由起始位、数据位、校验位、停止位组成。

1. 起始位 ：(1bit) 数据不传输时保持高电平，当有数据发送时下拉为低电平，并保持一个波特率周期。

2. 数据位：(5~8bit)  需要传输的数据内容。

3.奇偶校验位：(1bit）记录数据位中为1个的个数，为0则偶数，为1则奇数，当与实际不符时则传输错误。

4.停止位：（1bit）结束标志位，电平拉高持续1~2字节。

3. I2C（Inter-Integrated Circuit）协议

3.1 协议结构组成

1. 由两条信号线组成 ：SDA（Serial Data Line）数据线、SCL（Serial Clock Line）时钟线，通常为一主多从模式，主机可以发起和结束一次通信，从机只能被呼叫。

2. 总线上分别接上拉电阻，两条线默认保持高电平，数据传输过程中，除起始位外，需要在SCL(时钟线)高电平时，SDA(数据线)电平要保持稳定：

        传输逻辑1时，在SCL(时钟线)高电平时，SDA(数据线)保持高电；传输逻辑0时，在SCL(时钟线)高电平时，SDA(数据线) 保持低电平。

3. 任意一个设备输出逻辑0，都能将线拉至低电平，但无法拉高（设备输出逻辑1时只会保持高阻态模式）。

3.2 数据帧格式

        

1.起始位（1bit）：SCL（时钟）保持高电平时，捕捉到SDA(数据) 一个下降沿，视为数据帧开头。

2.设备地址位 (7bit) ：由主机发送，所有从机判断是否为自己的设备地址。理论支持127个地址（7位二进制的最大值）。

3. 读写位（1bit）：由主机发送，半双工通信中，读写无法同时进行，需要确定数据传输方向。

        向从机读数据：逻辑1，

        向从机写数据：逻辑0。

4.应答位（1bit）:由从机发送，每发送一个字节数据后，主机释放SDA，此时SDA被上拉电阻拉高。当从机成功接收到数据时，向主机发送应答信号，应答（ACK）拉低，发送逻辑0，非应答（NACK）逻辑1。

5.寄存器地址位/数据位（8bit）：主机向从机发送要读写的寄存器地址位。从机返回应答信号，再进行数据的读写。

• 读数据
  • 再次发送起始信号。
  • 再次发送设备地址。
  • 发送读数据信号（逻辑1）。
  • 接收从机数据，主机成功接收后返回成功应答信号（ACK）逻辑1。
    • 注：这里的应答信号与从机的相反，从机返回的应答信号ACK为逻辑0；NACK为逻辑1。
• 写数据
  • 向从机发送8位数据，从机成功接收后返回成功应答信号(ACK) 逻辑0。

6.停止位（1bit）:   与起始信号相反，捕捉到一个上升沿信号，视为停止信号。