在嵌入式系统中，板上통신 인터페이스是指用于将各种통합电路与其他外围设备交互연결的통신通路或总线。
UART、I2C、RS485 等普遍在用，对它们的认识可能模棱两可，本文把它们整理了一下。
UART通用异步收发器
UART口指的是一种物理인터페이스形式(硬件)。
UART是异步，全双工시리얼 포트总线。它比同步시리얼 포트复杂很多。有两根线，一根TXD用于보내기，一根RXD用于수신。
UART的串行데이터传输不需要使用时钟信号来同步传输，而是依赖于보내기设备和수신设备之间预定义的설정。
对于보내기设备和수신设备来说，两者的串行통신설정应该设置为完全相同。
●시작位：表示데이터传输的开始，电平逻辑为“0” 。
●데이터 비트：可能值有5、6、7、8、9，表示传输这几个bit 位데이터。一般取值为8，因为一个ASCII 문자值为8 位。
●奇偶패리티：用于수신方对수신到的데이터进行체크섬，체크섬“1” 的位数为偶数(짝수 패리티) 或奇数(홀수 패리티)，以此来체크섬데이터传送的正确性，使用时不需要此位也可以。
●정지 비트：表示一帧데이터的종료。电平逻辑为“1”。
●통신 속도：시리얼 포트통신时的速率，它用单位时间内传输的2진수代码的有效位(bit) 数来表示，其单位为每秒比特数bit/s(bps)。
如果用通用 IO 口模拟UART总线，则需一个입력口，一个출력口。
I2C总线
I2C总线是一种同步、半双工双向的两线式시리얼 포트总线。它由两条总线组成：串行时钟线 SCL 和串行데이터线 SDA。
SCL线——负责产生同步时钟脉冲。
SDA线——负责在设备间传输串行데이터。
该总线可以将多个 I2C 设备연결到该系统上。연결到 I2C 总线上的设备既可以用作主设备，也可以用作从设备。
主设备负责控制통신，通过对데이터传输进行初始化，来보내기데이터并产生所需的同步时钟脉冲。从设备则是대기来自主设备的命令，并响应命令수신。
主设备和从设备都可以作为보내기设备或수신设备。无论主设备是作为보내기设备还是수신设备，同步时钟信号都只能由主设备产生。
如果用通用IO口模拟I2C总线，并实现双向传输，则需一个입력출력口(SDA)，另外还需一个출력口(SCL)。
SPI串行外设인터페이스
SPI总线是同步、全双工双向的4线式串行인터페이스总线。它是由“单个主设备+多个从设备”构成的系统。
在系统中，只要任意时刻只有一个主设备是处于激活状态的，就可以存在多个SPI主设备。常运用于AD컨버터、EEPROM、FLASH、实时时钟、数字信号处理器和数字信号解码器之间实现통신。
为了实现통신，SPI共有4条信号线，分别是：
●主设备出、从设备入（Master Out Slave In，MOSI）：由主设备向从设备传输데이터的信号线，也称为从设备입력（Slave Input/Slave 데이터 In，SI/SDI）。
●主设备入、从设备出（Master In Slave Out，MISO）：由从设备向主设备传输데이터的信号线，也称为从设备출력（Slave Output/Slave 데이터 Out，SO/SDO）。
●串行时钟（Serial Clock，SCLK）：传输时钟信号的信号线。
●从设备选择（Slave Select，SS）：用于选择从设备的信号线，低电平有效。
SPI 的工作时序모드由CPOL（Clock Polarity，时钟极性）和CPHA（Clock Phase，时钟相位）之间的相位关系决定。
CPOL 表示时钟信号的初始电平的状态，CPOL 为0 表示时钟信号初始状态为低电平，为1 表示时钟信号的初始电平是高电平。
CPHA 表示在哪个时钟沿采样데이터，CPHA 为 0 表示在首个时钟变化沿采样데이터，而CPHA 为1 则表示在第二个时钟变化沿采样데이터。
根据CPOL 和CPHA 的不同组合共有4 种工作时序모드：
●CPOL=0，CPHA=0
●CPOL=0，CPHA=1
●CPOL=1，CPHA=0
●CPOL=1，CPHA=1
UART、SPI、I2C比较
●I2C线更少，比UART、SPI更为强大，但是기술上也更加麻烦些，因为I2C需要有双向IO的支持，而且使用上拉电阻，抗干扰能力较弱，一般用于同一板卡上芯片之间的통신，较少用于远距离통신。
●SPI实现要简单一些，UART需要固定的통신 속도，就是说两位데이터的间隔要相等，而SPI则无所谓，因为它是有时钟的프로토콜。
●I2C的速度比SPI慢一点，프로토콜比SPI复杂一点，但是连线也比표준的SPI要少。
●UART一帧可以传5/6/7/8位，I2C必须是8位。I2C和SPI都从最高位开始传。
●SPI用片选信号选择从机，I2C用주소选择从机。
RS232시리얼 포트통신
传输线有两根，地线一根。电平是负逻辑：
-3V~-15V逻辑“1”，+3V~+15V逻辑“0”。
RS-232시리얼 포트통신传输距离15米左右。可做到双向传输，全双工通讯，传输速率低20kbps 。
下图是DB9公头和母头的定义，一般用最多的是RXD、TXD、GND三个信号。
TTL和RS-232互转
单片机인터페이스一般是TTL电平，如果接232电平的外设，就需要加TTL转RS232的模块。如下图，可用芯片MAX232进行转换。
RS422시리얼 포트통신
RS-422有4根信号线：两根보내기、两根수신和一根地线，是全双工통신。
它有一个主设备，其余为从设备，从设备之间不能통신，所以RS-422支持点对多的双向통신。
RS485시리얼 포트통신
RS-485采用平衡보내기和差分수신，因此具有抑制共模干扰的能力。
采用两线半双工传输，最大速率10Mb/s，电平逻辑是两线的电平差来决定的，提高抗干扰能力，传输距离长(几十米到上千米)。
+2V~+6V逻辑“1”，-2~-6V逻辑“0”。
TTL转成RS-485很常见，比如MAX485，参考电路如下
RE引脚：수신器출력使能（低电平有效）。
DE引脚：보내기器출력使能（高电平有效）。可以直接通过MCU的IO포트控制。
TTL
嵌入式里面说的시리얼 포트，一般是指UART口。4个pin（Vcc,GND,RX,TX），用TTL电平。
PC中的COM口即串行通讯포트，简称시리얼 포트。9个Pin，用RS232电平。
시리얼 포트、COM口是指的物理인터페이스形式(硬件)。而TTL、RS-232、RS-485是指电平표준(电信号)。
单片机与PC通讯示意图如下：
CAN总线
CAN是제어기局域네트워크的简称，是一种能够实现분산형实时控制的串行통신네트워크。CAN总线的功能复杂且智能。主要用于汽车통신。
CAN总线네트워크主要挂在CAN_H和CAN_L，各个节点通过这两条线实现信号的串行差分传输，为了避免信号的反射和干扰，还需要在CAN_H和CAN_L之间接上120欧姆的终端电阻。
每一个设备既可做主设备也可做从设备。CAN总线的통신距离可达10千米（速率低于5Kbps），速度可达1Mbps（통신距离小于40M）。
CAN电平逻辑
CAN总线采用"线与"的规则进行总线仲裁，1&0为0，所以称0为显性，1为隐性。
从电位上看，因为规定高电位为0，低电位为1，同时发出信号时实际呈现为高电位，从现象上看就像0覆盖了1，所以称0为显性，1为隐性。
USB통신串行总线
USB인터페이스最少有四根线，其中有两根是데이터线，而所有的USB데이터传输都是通过这两根线完成。它的통신远比시리얼 포트复杂的多。
两根데이터线采用差分传输，即需要两根데이터线配合才能传输一个bit，因此是半双工통신，同一时间只能보내기或者수신。
USB 规定，如果电压电平不变，代表逻辑1；如果电压电平变化，则代表逻辑0。
USB转TTL
一般USB转시리얼 포트都是用CH340G芯片。
用시리얼 포트통신比USB简单，因为시리얼 포트통신没有프로토콜。
SD卡
SD卡是一种存储卡，可用于手机作为内存卡使用。
嵌入式中，单片机与SD卡통신有两种모드：
●SPI总线통신모드
●SD总线통신모드
值得注意的是，SD总线모드中有4条데이터线；SPI总线모드中仅有一条데이터线（MOSI和MISO不能同时读데이터，也不能同时写데이터）；
这样在嵌入式中，单片机与SD卡통신时采用SD总线모드比SPI总线모드速度快几倍。
1-WIRE总线
1-Wire由美国Dallas(达拉斯)公司推出，是一种异步半双工串行传输。采用单根信号线，既传输时钟又传输데이터，而且데이터传输是双向的。
单总线的데이터传输速率一般为16.3Kbit/s，最大可达142 Kbit/s，通常情况下采用100Kbit/s以下的速率传输데이터。
1-Wire线포트为漏极开路或三态门的포트，因此一般需要加上拉电阻Rp，通常选用5K~10KΩ
主要적용在：打印墨盒或医疗消耗品的识别；印刷电路板、配件及外设的识别和인증。
DMA直接存储器访问
DMA是STM32内的一个硬件模块，它独立于CPU，在外围设备和内存之间进行데이터传输，解放了CPU，可使CPU的效率大大提高。
它可以高速访问外设、内存，传输不受CPU的控制，并且是双向통신。因此，使用DMA可以大大提高데이터传输速度，这也是ARM架构的一个亮点——DMA总线控制。
DMA就相应于一条高速公路，专用、高速的特性。如果不使用DMA，也可以达到目的，只是达到目的的时间比较长。
이더넷以太网
以太网是目前적용最普遍的局域网기술。大家知道，以太网인터페이스可分为프로토콜层和物理层。
프로토콜层是由一个叫MAC(Media Access Layer)제어기的单一模块实现。
物理层由两部分组成，即PHY(Physical Layer)和传输器。
目前很多主板的南桥芯片已包含了以太网MAC控制功能，只是未提供物理层인터페이스。因此，需外接PHY芯片以提供以太网的接入通道。
네트워크变压器的作用是：
●耦合差分信号，抗干扰能力更强
●变压器隔离网线端不同设备的不同电平，隔离直流信号
以太网인터페이스参考电路，如下图所示。
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