现代通信技术最重要的知识点（通信技术知识看点以及发展趋势）

现代通信技术的发展对于信息的传输带来了质的飞跃，同时也为人们的生活提供了极大的便利。人们生活中使用的通信包括无线通信和有线通信。无线通信在可靠性、可用性和抗毁性等很多方面超出了传统的有线通信方式，尤其在一些特殊的地理环境下。本专题将针对无线与有线通信技术知识点以及发展趋势进行探讨。

UDP和TCP的区别，以及UDP通信C#实现

引言

网络协议是每个前端工程师都必须要掌握的知识，TCP/IP 中有两个具有代表性的传输层协议，分别是 TCP 和 UDP，本文将介绍下这两者以及它们之间的区别。

一、TCP/IP网络模型

计算机与网络设备要相互通信，双方就必须基于相同的方法。比如，如何探测到通信目标、由哪一边先发起通信、使用哪种语言进行通信、怎样结束通信等规则都需要事先确定。不同的硬件、操作系统之间的通信，所有的这一切都需要一种规则。而我们就把这种规则称为协议（protocol）。

TCP/IP 是互联网相关的各类协议族的总称，比如：TCP，UDP，IP，FTP，HTTP，ICMP，SMTP 等都属于 TCP/IP 族内的协议。

TCP/IP模型是互联网的基础，它是一系列网络协议的总称。这些协议可以划分为四层，分别为链路层、网络层、传输层和应用层。

• 链路层：负责封装和解封装IP报文，发送和接受ARP/RARP报文等。
• 网络层：负责路由以及把分组报文发送给目标网络或主机。
• 传输层：负责对报文进行分组和重组，并以TCP或UDP协议格式封装报文。
• 应用层：负责向用户提供应用程序，比如HTTP、FTP、Telnet、DNS、SMTP等。

在网络体系结构中网络通信的建立必须是在通信双方的对等层进行，不能交错。 在整个数据传输过程中，数据在发送端时经过各层时都要附加上相应层的协议头和协议尾（仅数据链路层需要封装协议尾）部分，也就是要对数据进行协议封装，以标识对应层所用的通信协议。接下去介绍TCP/IP 中有两个具有代表性的传输层协议----TCP 和 UDP。

二、UDP

UDP协议全称是用户数据报协议，在网络中它与TCP协议一样用于处理数据包，是一种无连接的协议。在OSI模型中，在第四层——传输层，处于IP协议的上一层。UDP有不提供数据包分组、组装和不能对数据包进行排序的缺点，也就是说，当报文发送之后，是无法得知其是否安全完整到达的……

带你避开I2C通信中的坑！

我以为我已经完全学会了IIC，但现实却打了脸，在驱动MPU6050时，总是读取失败。这个驱动明明是验证过的，为什么会有问题。让我一度很是郁闷。

问题

不卖关子，直接说问题，是我之前的IIC驱动有问题。

问题1：

错误将CLK信号GPIO设置为推挽输出。应该设置为开漏输出。

问题2：

读取函数有bug。1处应该先左移再读取SDA的数据，然后删除2处的数据。

问题2：这个就是纯粹的bug了，大家应该看出来了。在RTC的驱动没有触发bug的原因是：在RTC的IIC接收数据中，实际应用中最高位为0，触发不了这个bug。而在MPU6050的IIC接收数据中就触发了这个bug。我也在感慨，有时候不是程序没有bug，而是可能没有触发。

问题1：这个问题，其实很简单，IIC协议中也提到过，很多大神也知道需要将MCU的IIC引脚设置为开漏输出。这一方面我也了解，但是没有在意，因为一直读取RTC一直“没有bug”。接下来我将细细和大家分享一下IIC为什么需要开漏输出，开漏输出和推挽输出有什么区别。精通的大佬可以出门左转了，想了解一下的同学欢迎继续往下看。

03开漏输出

STM32F207的GPIO框图如下

普通输入模式下，上拉和下拉电阻（微弱）的存在。主要是由于P-MOS和N-MOS的存在分为下列两种模式

1. 开漏模式：输出寄存器是 0 时，激活 N-MOS， 而输出寄存器是 1 时，端口保持高阻态(P-MOS 不会被使能)
2. 推挽输出： 输出寄存器是 0 时，激活 N-MOS， 而输出寄存器是 1 时，激活 P-MOS。

开漏模式输出1时，端口保持高阻态，这个时候如果端口外上拉电阻，就可以输出电平1……

终于搞清了SPI、UART、I2C通信的区别与应用

电子设备之间的通信就像人类之间的交流，双方都需要说相同的语言。在电子产品中，这些语言称为通信协议。

之前有单独地分享了SPI、UART、I2C通信的文章，这篇对它们做一些对比。

串行 VS 并行

电子设备通过发送数据位从而实现相互交谈。位是二进制的，只能是1或0。通过电压的快速变化，位从一个设备传输到另一个设备。在以5V工作的系统中，“0”通过0V的短脉冲进行通信，而“1”通过5V的短脉冲进行通信。 数据位可以通过并行或串行的形式进行传输。 在并行通信中，数据位在导线上同时传输。下图显示了二进制（01000011）中字母“C”的并行传输：

在串行通信中，位通过单根线一一发送。下图显示了二进制（01000011）中字母“C”的串行传输：

SPI通信

SPI是一种常见的设备通用通信协议。它有一个独特优势就是可以无中断传输数据，可以连续地发送或接收任意数量地位。而在I2C和UART中，数据以数据包的形式发送，有着限定位数。在SPI设备中，设备分为主机与从机系统。主机是控制设备（通常是微控制器），而从机（通常是传感器，显示器或存储芯片）从主机那获取指令。一套SPI通讯共包含四种信号线：MOSI (Master Output/Slave Input) – 信号线，主机输出，从机输入。MISO (Master Input/Slave Output) – 信号线，主机输入，从机输出。SCLK (Clock) – 时钟信号。SS/CS (Slave Select/Chip Select) – 片选信号……

RS485与Modbus通信协议教程

一、前言

在工业控制、电力通讯、智能仪表等领域，通常情况下是采用串口通信的方式进行数据交换。最初采用的方式是RS232接口，由于工业现场比较复杂，各种电气设备会在环境中产生比较多的电磁干扰，会导致信号传输错误。

1979年施耐德电气制定了一个用于工业现场的总线协议Modbus协议，现在工业中使用RS485通信场合很多都采用Modbus协议，所以今天我们来了解下RS485通信和Modbus通信协议。

二、RS485通信

1、实际上在RS485之前RS232就已经诞生，但是RS232也有不足：

1）接口的信号电平值较高，达到十几V，容易损坏接口电路的芯片，而且和TTL电平不兼容，因此和单片机电路接起来的话必须加转换电路。

2）接口使用的信号线与其他设备形成共地模式的通信，这种共地模式传输容易产生干扰，并且抗干扰性能也比较弱。

3）传输距离、速率都有限，最多只能通信几十米；只能两点之间进行通信，不能够实现多机联网通信。

2、针对RS232接口以上不足，出现了RS485等新的接口标准，RS485具备以下的特点：

1）逻辑“1”以两线间的电压差为 （2—6）V表示；逻辑“0”以两线间的电压差为-（2—6）V表示。接口信号电平比RS232降低了，不易损坏电路的芯片，且该电平与TTL电平兼容，可方便与TTL电路连接。

2）RS485通信速度快，数据最高传输速率为10Mbps以上；其内部的物理结构，采用的是平衡驱动器和查分接收器的组合，抗干扰能力大大增加。

3）传输距离最远可达到1200米左右，但传输速率和传输距离是成反比的，只有在100KB/s以下的传输速率，才能达到最大的通信距离，如果需要传输更远距离可以使用中继。

4）可以在总线上进行联网实现多机通信，总线上允许挂多个收发器，从现有的RS485芯片来看，有可以挂32、64、128、256等不同个设备的驱动器。

3、RS485有两线制和四线制，四线制只能实现点对点的通信方式，现很少采用。两线制这种接线方式为总线式拓朴结构，在同一总线上最多可以挂接32个结点。在RS485通信网络中一般采用的是主从通信方式，即一个主机带多个从机……

从IIC实测波形入手搞懂IIC通信

1 IIC基础知识

首先复习一下IIC基础知识，这部分看不懂的请先带着疑问，然后我们通过分析IIC的真实波形，这些疑问可能就豁然开朗了~

1.1 IIC是什么

IIC(Inter Integrated Circuit，集成电路总线)是一种由 PHILIPS 公司开发的两线式串行总线，用于连接微控制器及其外围设备。它是由数据线 SDA 和时钟 SCL 构成的串行总线，可发送和接收数据。在 CPU (单片机)与IIC模块之间、IIC模块与IIC模块之间进行双向传送。

IIC的一些特点：

• IIC是半双工，而不是全双工
• IIC是真正的多主机总线，（对比SPI在每次通信前都需要把主机定死，而IIC可以在通讯过程中，改变主机），如果两个或更多的主机同时请求总线，可以通过冲突检测和仲裁防止总线数据被破坏
• 起始和终止信号都是由主机发出的，连接到I2C总线上的器件，若具有I2C总线的硬件接口，则很容易检测到起始和终止信号
• 在起始信号后必须发送一个7位从机地址 1位方向位，用“0”表示主机发送数据**，**“1”表示主机接收数据。
• 每当主机向从机发送完一个字节的数据，主机总是需要等待从机给出一个应答信号，以确认从机是否成功接收到了数据
• 起始信号是必需的，结束信号和应答信号，都可以不要

注：实际使用中，一般是单片机作为主机，其它器件作为从机，单片机先向器件发送信息表示要读取数据，之后转变传输方向，器件发送数据到单片机。

1.2 IIC物理连接

使用IIC通信的IIC器件有很多，比如陀螺仪加速度计MPU6050，EEPROM存储芯片AT24C02等，通过IIC总线，可以与单片机之间进行数据传输。

• IIC通信线只有只有两根，数据线SDA的高低电平传输2进制的数据，时钟线SCL通过方波信号提供时钟节拍
• 多个IIC器件可以并联在IIC总线上，每个器件有特定的地址，分时共享IIC总线
• 实际使用IIC当然还要连接电源以及共地哦

1.3 IIC时序

网上查找IIC的基础知识，可能会搜到这样的时序图：

看起来好复杂的样子，这时可能一部分人就放弃思考了……

国产单片机见到那好用之新塘031 串口PDMA通信

国产单片机终于起来了，替换的替换，以前经常用STM32，都替换成新塘的，一定没问题，一定会成功量产，一定不要重新来过。最后联系到今天的主角新塘。在上周选用了NUC029，下载资料，搭建环境，串口测试，SPI测试，然后突然发现这玩意没有DMA，白瞎了这么长时间啊，样板都做好了，结果出幺蛾子。然后在换M031，这次深思熟虑，认为不会有问题了才开搞。作为一个半成熟的程序猿，肯定不能helloword起手了，直接上UART吧。

环境搭建这里就跳过了，没啥用，我还是用KEIL 5 开发，自行下载个PACK包安装就好了。搜索自己的MCU型号，打开页面，在资源中有文档和软件。

在文档中下载数据手册等文档，在软件中下载例程和工具，软件中最实用的是以下几个软件：

从上到下依次是：官方例程库，Nu_link驱动，外设引脚配置软件，时钟配置软件。

外设引脚配置软件用于快速配置引脚以及复用，该软件只能配置引脚及其功能，不能配置外设等功能呢，例如串口的相关配置，这些事实现不了的。

时钟配置软件仅用于配置系统时钟以及各外设时钟。这两个软件支持导出.c代码。可复制粘贴到自己的工程。这两个软件都是非常简单的，这里就不赘述了。但是有一个时钟配置软件有BUG，以我用的M031SE3AE为例，外部时钟最大可使用32M，但是软件中最大只支持24M，希望官方可以修复。

开始代码下载官方的例程，固件库代码在文件夹：D:\M031_Series_BSP_CMSIS_V3.03.000\SampleCode\StdDriver，寄存器代码在D:\M031_Series_BSP_CMSIS_V3.03.000\SampleCode\RegBased这里采用固件库的方式开发，方便快捷。时钟初始化……

意犹未尽，查看更多精彩文章→→https://www.dianyuan.com/eestar/

更多精彩内容→→

学了那么多年的单片机，你真的学会了吗？

换个角度学习PWM，豁然开朗许多

关于变压器的那些疑问，此文给你作答

关于嵌入式单片机，怎样的学习方法才是正确的

,