What is a serial port communication protocol? There are several common ones

There are several serial communication protocols

Before talking about serial port communication protocol, we need to know that serial communication protocols include internal communication system protocols and inter-system protocols. So let’s explain them one by one below.

Internal system protocols: Common ones include CAN protocol, I2C protocol, and SPI protocol

Inter-system protocols: Common ones include USART protocol, UART protocol, and USB protocol.

What is an internal system protocol? An internal system protocol is used to communicate between two devices on the board. While using these in-system protocols we will extend the peripherals of the microcontroller without using the in-system protocols. Using in-system protocols increases circuit complexity and power consumption. Using in-system protocols, circuit complexity and power consumption are reduced, costs are reduced, and access to data is very secure.

What is an intersystem protocol? An intersystem protocol used to communicate between two different devices. Just like the communication between the computer and the microcontroller kit. Communication takes place via the internal bus system.

Протокол CAN

CAN расшифровывается как Controller Area Network. Это последовательный протокол связи. Он требует наличия двух линий CAN high (H) и CAN low (H-). Он был разработан корпорацией Robert Bosh в 1985 году для использования в автомобильных сетях. Он основан на транспортном протоколе, ориентированном на сообщения.

The CAN protocol is commonly used in electronic networks in automobiles, aircraft and medical systems. Common products include Can to Ethernet equipment USR-CANET200.

The 1970s was the era when car manufacturers started introducing new features such as anti-lock braking, air conditioning, gear control, centrally operated door locks, etc. These features ensure additional wiring and complex designs, increasing costs and risks. To overcome these problems, Robert Bosch introduced the CAN protocol in the 1980s. This serial port communication protocol was further standardized as ISO11898 in 1993. It is the CAN protocol that has completely transformed communication between advanced sensors.

Протокол I2C

Шина I2C была разработана компанией Philips Semiconductors. Изначально она была призвана обеспечить простой способ подключения центрального процессора к периферийным микросхемам. Периферийные устройства во встраиваемых системах часто подключаются к микроконтроллеру как устройства с памятью. Для подключения всех периферийных устройств к микроконтроллеру I2C требуется всего два провода. Эти активные линии, называемые SDA и SCL, являются двунаправленными. Линия SDA - это линия последовательных данных, а линия SCA - линия последовательного тактового генератора.

I2C расшифровывается как Inter Integrated Circuit. Для подключения всех периферийных устройств к микроконтроллеру I2C требуется всего два провода. Для передачи информации между устройствами I2C требуется всего два провода - SDA (последовательная линия данных) и SCL (последовательная линия синхронизации). Это ведущий протокол связи с ведомыми устройствами. Каждое ведомое устройство имеет уникальный адрес. Ведущее устройство передает адрес и флаги чтения/записи целевого ведомого устройства. Этот адрес совпадает с адресом любого включенного ведомого устройства, остальные ведомые устройства находятся в отключенном режиме. Как только адреса совпадают, между ведущим и ведомым устройством устанавливается связь, и данные отправляются и принимаются. Передатчик отправляет 8 бит данных, а приемник отвечает 1 битом подтверждения. После завершения обмена данными ведущая станция выдает условие "стоп".

Протокол SPI

SPI stands for Serial Peripheral Interface. It is one of the serial port communication protocol developed by Motorola. Sometimes the SPI protocol is also called a 4-wire protocol. It requires four wires MOSI, MISO, SS and SCLK.SPI protocol is used to communicate master and slave devices. The host first configures the clock with frequency. The host then selects a specific slave device to communicate with via a pull-tab button. Select that specific device and start communication between the master and that specific slave. The master selects only one slave at a time. It is a full-duplex communication protocol. In the case of bit transfers, it is not limited to 8-bit words.

Протокол USART

USART расшифровывается как Universal Synchronous and Asynchronous Transmitter and Receiver. Это последовательная связь по двухпроводному протоколу. Сигнальные линии кабеля данных обозначены как Rx и TX. Этот протокол используется для побайтной передачи и приема данных вместе с тактовыми импульсами. Это полнодуплексный протокол, то есть данные отправляются и принимаются одновременно на разных скоростях. По этому протоколу с микроконтроллером общаются различные устройства. Например, телекоммуникации.

Протокол UART

UART расшифровывается как Universal Asynchronous Transmitter and Receiver (универсальный асинхронный передатчик и приемник). Протокол UART - это последовательная связь с двумя проводными протоколами. Сигнальные линии кабеля данных обозначаются как Rx и Tx. Последовательная связь обычно используется для передачи и приема сигналов. Передача и обмен данными с последовательным портом осуществляется без импульсов. UART получает байты данных и последовательно отправляет отдельные биты.

USAT protocol is usually used as a peripheral of MCU in embedded systems; generally speaking, the TTL level is directly derived from the chip pin; and the RS232 level may be connected to the conversion chip in the middle.For details, please see: Standards for Serial Communication

UART - это полудуплексный протокол. Полудуплекс означает возможность передавать и принимать данные, но не одновременно. Большинство контроллеров имеют на плате аппаратный UART. Он использует линию данных для передачи и приема данных. Она имеет стартовый бит, 8-битные данные и стоповый бит, указывающий, что 8-битные данные передаются от старшего к младшему. Например: электронная почта, текстовые сообщения, рации, промышленное оборудование IoT для передачи данных, последовательный сервер.

USB-протокол

USB stands for Universal Serial Bus. Again, it is a two-wire protocol for serial communication. Data cable signal wires are marked D and D-. This serial port communication protocol is used to communicate with system peripherals. The USB protocol is used to send and receive data serially to the host and peripheral devices. USB communication requires driver software based on system capabilities. USB devices can transmit data on the host without any requested bus. Now, most devices today use this technology to communicate with the USB protocol. Use USB to communicate with the ARM controller like a computer. USB transfers data in different modes. The first is a slow mode from 10 kbps to 100 kbps; the second is a full speed mode from 500kbps to 10mbps and a high speed mode from 25mbps to 400Mbps. The maximum USB cable length is 4 meters.

For example: hubs, switches, mice, keyboards, pen drives.