通信協議原理的案例
動圖演示常用通信協議原理
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SPI傳輸
▲ 圖1 SPI 數據傳輸
▲ 圖1.2 SPI數據傳輸（2）
▲ 圖1.3 SPI時序信號
2
I2C傳輸
▲ 圖1.2.1 I2C總線以及尋址方式
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UART傳輸
▲ 圖1.3.1 PC 上通過UART來調試MCU
▲ 圖1.3.2 RS-232通過電平轉換芯片與MCU通訊
串口通信相關文章:STM32串口通信基本原理。
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紅外控制
▲ 圖1.4.1 紅外控制信號也是一個串行通訊信號
紅外通信相關文章請移步此處:詳解紅外遙控編解碼。
干貨｜看動圖了解各種常用通信協議原理
這些顯示電子系統中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸的機理。
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SPI傳輸
▲ 圖1 SPI 數據傳輸
▲ 圖1.2 SPI數據傳輸（2）
▲ 圖1.3 SPI時序信號
2
I2C傳輸
▲ 圖1.2.1 I2C總線以及尋址方式
3
UART傳輸
▲ 圖1.3.1 PC 上通過UART來調試MCU
▲ 圖1.3.2 RS-232通過電平轉換芯片與MCU通訊
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紅外控制
▲ 圖1.4.1 紅外控制信號也是一個串行通訊信號
▲ 圖1.4.2 紅外信號接收與放大整形電路
▲ 圖1.4.3 一個使用紅外接收光電管控制繼電器進行魚食投喂電路
如何快速理解通信的硬件層協議與軟件層協議？
通信協議介紹
眾所周知通信協議就是一種數據傳輸的協議規范，從軟硬件層面可以分為硬件層通信協議和軟件層通信協議。
為了更加形象的理解軟硬件層面的通信協議，我們將通信比作交通，通信的硬件層協議比作各國的公路標準，各國的公路標準類似于不同的硬件層協議標準；通信的軟件層協議比作各國的交通規則，各國的交通規則類似于不同的軟件層協議標準。
三分鐘教你讀懂通信協議
進入通信行業，你會發現，無論在哪個崗位，都繞不開“協議”。
前輩大牛們不斷叨叨：
“一定要學好協議”
“有問題翻翻協議”
“實現符不符合協議”
......
協議到底是什么？為什么大家都在強調協議的重要性？學習協議有哪些注意事項？今天小編就給大家簡單介紹下相關內容。
無論你是對協議還一頭霧水的通信專業“后浪”，還是已經在利用協議解決工程問題、游刃有余的“前浪”，希望這篇文章都能讓你有所收獲。
01.協議是什么
狹義的協議就是網絡協議，是通信計算機雙方必須遵從的一組約定，如怎樣建立連接、怎樣互相識別等。只有遵守約定，計算機之間才能相互通信交流。
廣義上，各個行業組織出的技術規范與技術報告，國家標準，以及特定的具體業務信令流程，都可以稱為“協議”。
除了“協議”之外，還經常聽說“規范”、“標準”等，他們之間的聯系與區別可以參考下圖。
業界有數以千計的標準化和行業組織，國際的如ITU、3GPP，國家的如中國的CCSA、歐洲的ETSI。這里我們以3GPP為例進行介紹，這也是我們日常工作中接觸最多的組織之一。
（下文提及的“協議”都是指廣義上的協議。）
02.為什么學協議
當然是因為它重要呀！
展開 
幾個不錯的通信協議動圖
來源 | 汽車ECU開發
你可能在別的地方見到過了。感覺畫的比較形象，搬運收藏起來。
這些顯示電子系統中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸的機理。
1 SPI傳輸
▲ 圖1 SPI 數據傳輸
▲ 圖1.2 SPI數據傳輸（2）
▲ 圖1.3 SPI時序信號
2 I2C傳輸
▲ 圖1.2.1 I2C總線以及尋址方式
3 UART傳輸
▲ 圖1.3.1 PC 上通過UART來調試MCU
▲ 圖1.3.2 RS-232通過電平轉換芯片與MCU通訊
4 紅外控制
通信協議難懂搞不定？來看這些
下
面這些顯示電子系統中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸的機理，分享給大家。
1、SPI傳輸
圖1 SPI輸出傳輸
圖2 SPI數據傳輸（2）
圖3 SPI時序信號
2、I2C傳輸
圖4 I2C總線及尋址方式
3、UART傳輸
圖5 PC上通過UART調試MCU
圖6 RS-232通過電平轉換芯片與MCU通訊
4、紅外控制
圖7 紅外控制信號也是一個串行通訊信號
圖8 紅外信號接收與放大整形電路
圖9 紅外接收光電管控制繼電器電路
5、串并轉換電路
圖10 串入、并出移位寄存器
圖11 由八個D寄存器組成的移位寄存器
圖12 串行傳輸示意圖
6、其他動圖
圖13 PWM控制LED亮度
圖14 PWM控制LED亮度
圖15 調幅與調頻信號
圖16 相位調制信號
圖17 方波邊沿抖動波形
展開 干貨 | SPI、I2C、UART...常見通信協議的動圖
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這些顯示電子系統中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸的機理。
01
PART
SPI傳輸
圖1.1 SPI數據傳輸(1)
圖1.2 SPI數據傳輸(2)
圖1.3 SPI時序信號
02
PART
I2C傳輸
圖2 I2C總線以及尋址方式
03
PART
UART傳輸
圖3.1 PC上通過UART來調試MCU
通信協議搞不定？看完這些動圖恍然大悟~
下面這些顯示電子系統中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸的機理，分享給大家。
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SPI傳輸
▲ 圖1 SPI輸出傳輸
▲圖2 SPI數據傳輸（2）
▲ 圖3 SPI時序信號
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I2C傳輸
▲ 圖4 I2C總線及尋址方式
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UART傳輸
▲ 圖5 PC上通過UART調試MCU
▲ 圖6 RS-232通過電平轉換芯片與MCU通訊
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紅外控制
▲ 圖7 紅外控制信號也是一個串行通訊信號
▲ 圖8 紅外信號接收與放大整形電路
▲ 圖9 紅外接收光電管控制繼電器電路
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串并轉換電路
▲ 圖
國產接口芯片兼容替換TI MM1192，用于通信設備協議
HBS協議對國際標準化組織(ISO)提出的開放系統互連(OSI)七層模型作了精簡，引用了其中的1，2，7層，由三層結構組成，分為物理層、數據鏈路層和應用層。
物理層描述了信號模式和傳輸介質。信號線采用普通的雙絞線。HBS總線上的信號采用脈寬編碼的方式。由于選用的HBS通信芯片要求傳輸信號的頻率最大在 10 kHz左右，所以采用50μs低電平，50μs高電平表示邏輯“0”；50μs低電平，150μs高電平表示邏輯“1”。采用這種方式，抗干擾能力強。接收端通過計算兩個下降沿之間的時間來判斷邏輯“0”和邏輯“1”。協議的數據鏈路層主要是通訊幀結構的設計。通訊以幀的形式進行，所有從主機模塊發出的幀是定長的，數據幀的內容包括起始字節、地址字節、數據字節、校驗字節。
芯片采用單電源5V供電，并且內部集成了輸出三極管以減少外圍電路所需的器件數量。接口芯片 - MS1192一般主要用于電話及相關設備、安全裝置、AV設備、空調設備等。
主要特點：
脈沖變壓器置換
高可靠性
可在 5V 單個電源下工作
低成本
外接零件少、設計簡單
波特率可達 119200bps
應用：
電話及相關設備
空調設備
安全設備
AV 裝置
內部框圖：
目前接口芯片 - MS1192型號產品大量現貨供應，有需求的聯系：13392805792(微信同號)
展開 首個融入IP協議的無線通信標準——6LoWPAN
由于在IEEE802.15.4上轉發IPv6數據提倡盡量使用已有的協議，而簡單網絡管理協議（SNMP）又為lP網絡提供了一套很好的網絡管理框架和實現方法，因此，6LowPan傾向于在LR-WPAN上使用 SNMPv3進行網絡管理。但是，由于SNMP的初衷是管理基于IP的互聯網，要想將其應用到硬件資源受限的LR-WPAN網絡中。仍需要進一步調研和改進。例如：限制數據類型、簡化基本的編碼規則等。
（4）安全問題。由于使用安全機制需要額外的處理和帶寬資源，并不適合LR-WPAN設備，而IEEE802.15.4在鏈路層提供的AES安全機制又相對寬松，有待進一步加強，因此尋找一種適合LR-WPAN的安全機制就成為6LowPan研究的關鍵問題之一。
作為當今信息領域新的研究熱點，6Low-Pan還有非常多的關鍵技術有待發現和研究，比如：服務發現技術、設備發現技術、應用編程接口技術、數據融合技術等。
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這些顯示電子系統中信號波形的動圖，有助于幫助我們理解傳輸的機理。
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PART
SPI傳輸
圖1.1 SPI數據傳輸(1)
圖1.2 SPI數據傳輸(2)
圖1.3 SPI時序信號
02
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I2C傳輸
圖2 I2C總線以及尋址方式
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UART傳輸
圖3.1 PC上通過UART來調試MCU
工業通信協議怎么選？MQTT/REST/OPC UA 選型指南來了
<p>工業4.0時代，機器、傳感器與系統的高效聯網是數字化轉型的核心，而選對通信協議，直接決定了系統的流暢度、可靠性和擴展性。但面對MQTT、REST、OPC UA這三大主流協議，很多工程師都會陷入選擇困境：輕量級傳輸該用哪個？工業設備互聯選誰更安全？云平臺集成哪款更適配？......</p><p><br></p><p>今天我們將探討最常見的通信協議，從它們的工作原理，到它們的優勢和局限，助您輕松找到合適的標準，確保您的應用程序盡可能順暢、高效、可靠地運行。</p><p><br></p><h2><strong>MQTT、REST 和 OPC UA 什么區別？</strong></h2><p>下圖是通信協議及其最適合應用的簡要介紹。這些通信標準并不是完全獨立運作的，它們常常相互結合，使得一種協議的優勢能夠彌補另一種協議的缺陷。例如，你經常會看到"OPC UA over MQTT"，即以MQTT消息的形式傳輸OPC UA數據，以提高安全性并節省帶寬。
展開 #modbus rtu#基于modbus rtu通信協議串口通訊動態鏈接庫DLL V2.0
當在一Modbus網絡上通信時，此協議決定了每個控制器須要知道它們的設備地址，識別按地址發來的消息，決定
要產生何種行動。如果需要回應，控制器將生成反饋信息并用Modbus協議發出。在其它網絡上，包含了Modbus協議的消息轉換為在此網絡上使用的幀或包結構。這種轉換也擴展了根據具體的網絡解決節地址、路由路徑及錯誤檢測的方法。
1、在Modbus網絡上轉輸
標準的Modbus口是使用一RS-232C兼容串行接口，它定義了連接口的針腳、電纜、信號位、傳輸波特率、奇偶校驗。控制器能直接或經由Modem組網。控制器通信使用主—從技術，即僅一設備(主設備)能初始化傳輸(查詢)。其它設備(從設備)根據主設備查詢提供的數據作出相應反應。典型的主設備：主機和可編程儀表。典型的從設備：可編程控制器。主設備可單獨和從設備通信，也能以廣播方式和所有從設備通信。如果單獨通信，從設備返回一消息作為回應，如果是以廣播方式查詢的，則不作任何回應。Modbus協議建立了主設備查詢的格式：設備(或廣播)地址、功能代碼、所有要發送的數據、一錯誤檢測域。從設備回應消息也由Modbus協議構成，包括確認要行動的域、任何要返回的數據、和一錯誤檢測域。
如果在消息接收過程中發生一錯誤，或從設備不能執行其命令，從設備將建立一錯誤消息并把它作為回應發送出去。
2、在其它類型網絡上轉輸
在其它網絡上，控制器使用對等技術通信，故任何控制都能初始和其它控制器的通信。這樣在單獨的通信過程中，控制器既可作為主設備也可作為從設備。提供的多個內部通道可允許同時發生的傳輸進程。在消息位，Modbus協議仍提供了主—從原則，盡管網絡通信方法是“對等”。如果一控制器發送一消息，它只是作為主設備，并期望從從設備得到回應。
展開 光纖通信原理基礎知識
光纖通信的基本原理
光的反射和折射定律
光在傳輸過程中，在兩種不同的傳輸媒質的界面將產生以下行為：
一部分入射光將被反射 一部分入射光將進入第二種媒質,并產品折射
折射率 n=光在真空中的傳播速度/光在該媒質中的傳播速度。
全反射：
當n1>n2時，隨著入射角的不斷增加，在入射角達到某一值時，折射角達到90℃，我們把此時的入射角稱為臨界角α0。當入射角大于臨界角時，將發生全反射。
根據折射定律，我們可以求出臨界角，此時α2=90°即n1·sinα0=n2·sin90°所以sinα0=n2/n1
光纖的導光原理
光通信正是利用了全反射原理，當光的注入角滿足一定條件時，光便能在光纖（光波導）內形成全反射，從而達到長距離傳輸的目的。
條件：
n1>n2>n0
n0:空氣中的折射率
n1:纖芯的折射率
n2:包層的折射率
α>α0
α0:入射角，和sinα0=n2/n1
光纖的結構
光纖通信的優點
大容量
長中繼距離
適應能力強
體積小，重量輕，便于安裝和維護
選材豐富，價格低
保密性強
來源：河北光纖
展開 CC-Link通信原理
二：主站和遠程設備站之間的通信
遠程設備站之間的通廳簡圖
（一）啟動數據鏈接，遠程輸入，遠程輸出。（這三個和前面講的I/O站通信的原理一樣）
（二）遠程寄存器 （RWw）寫入。
PLC通過TO指令能把數據寫入到遠程寄存器(RWw)中，而遠程寄存器中的數據能自動傳送到遠程設備站中。
如圖：
（三）遠程寄存器選取（RWr）
遠程設備站中的數據能自動地傳送到緩存寄存器中，PLC通過FROM指令從緩存寄存器中讀到主站中。
通信示意圖如下：
主站和遠程設備站的通信梯形圖
來源：電氣小青年
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