1. 硬件層協(xié)議

通訊協(xié)議主要是實現(xiàn)兩個設備之間的數(shù)據(jù)交換功能，通訊協(xié)議分硬件層協(xié)議和軟件層協(xié)議。硬件層協(xié)議決定數(shù)據(jù)如何傳輸問題，比如要在設備1向設備2發(fā)送0x63，0x63的二進制數(shù)為0110 0011，這8個二進制數(shù)從設備1傳輸?shù)皆O備2，涉及到1怎么傳，0怎么傳的問題，這就是硬件層要解決的問題。

硬件層協(xié)議目前比較多見的有RS-232、RS-485、SPI、IIC等。RS-232規(guī)定，線上的電壓為x伏都表示傳輸?shù)氖?，y伏傳輸?shù)膭t是1。再者，比如要選擇多少條線傳輸數(shù)據(jù)，選擇什么材質(zhì)的線傳輸輸入，這些也屬于硬件層協(xié)議約束的。

2. RS-485通訊協(xié)議

MCU管腳輸出TTL電平,TTL電平的意思是，當MCU管腳輸出0電平時，一般情況下電壓是0V，當MCU管腳輸出1電平時，電壓是5V。因TTL電平的是由一條信號線，一條地線產(chǎn)生，信號線上的干擾信號會跟隨有效信號傳送到接收端，使得有效信號受到干擾，485通訊實際上是把MCU出來的TTL電平通過硬件層的一個轉換器芯片進行轉換:

把MCU出來的一條的TTL信號經(jīng)過芯片轉換為兩根線(線A、線B)上的信號。當MCU給轉換器輸入低TTL電平時，轉換器會使得B的電壓比A的電壓高，反之，A的電壓比B的電壓高。

485協(xié)議規(guī)約兩條電平線上差值為多少表示0或者1，電壓是通過儀表可以測量得到的，所以說RS-485是硬件層協(xié)議。

485協(xié)議的接收端可能是另一個MCU，MCU管腳也只接受TTL電平，轉換芯片過來的是兩條線的電壓，所以需要對此兩條線差分電壓轉換為TTL電平。

把TTL轉為485，實質(zhì)是一個集成芯片，其間無任何程序代碼，純粹硬件邏輯。同理，將485電平轉為TTL也是如此。現(xiàn)在很多芯片把接收和轉換都集成到一塊IC，注意，轉換器和接收器依舊是沒有同時工作的，常見的轉換芯片是MAX485。

可以這樣理解，硬件層協(xié)議是公路，路的目的是為了讓車輛能夠過去。

3. 半雙工通訊

首先了解什么是單工通訊，單工通訊是指數(shù)據(jù)只能朝著一個方向傳輸?shù)耐ㄓ嵎绞?。而半雙工通訊則是指對于通訊兩端，不能同時相對方法發(fā)送數(shù)據(jù)，必須錯開時間段發(fā)送。

RS-485的通訊線只有2條，且這兩條通訊線在一次傳輸中都需要用到，因此485只可實現(xiàn)半雙工通訊。485實現(xiàn)半雙工通訊，會遇到一個問題，MCU1向MCU2發(fā)數(shù)據(jù)時，并不知道線上是否正傳來MCU2數(shù)據(jù)，因為沒有其他線可用來判斷對方的收發(fā)狀態(tài)，那么可能也會導致數(shù)據(jù)沖突。因此，RS-485要實現(xiàn)半雙工通訊，就需要上層的軟件協(xié)議加以規(guī)約，也就是做到”不能你想發(fā)數(shù)據(jù)就發(fā)數(shù)據(jù)”?？梢岳斫?，軟件層協(xié)議就好像交通規(guī)則，它能讓數(shù)據(jù)有序傳輸。