电赛培训-23-07-07

串口通信

串行vs并行

并行优点：快，效率高
缺点：需要端口多
串行优点：只需要一个端口
缺点：慢，效率低，且需要明确数据拍成一串的规则
（大端法vs小端法）

通信

串行通信每次只发送一个字节，对于字节内部发送bit的顺序，每个通讯协议都是相同的，但是字节的顺序却不一定相同，这就是大端法和小端法的区别。

I2C通信

一个通信口可以和多个设备进行传输，只需要SDA和SCL两个数据线即可，SDA为数据线，SCL为时钟线，时钟线由主设备控制，主设备为发送方，从设备为接收方，从设备的地址由主设备指定，主设备发送数据时，从设备会返回一个ACK信号，表示接收成功，如果没有返回ACK信号，主设备会认为发送失败，重新发送。
但是，I2C驱动能力较弱，需要在数据线加上拉电阻，且所有设备必须有不同地址。

SPI通信

不需要考虑地址为问题，可以一个Master带多个slave。
缺点：每多一个从机，就需要有一个IO口作为片选信号，且需要一个时钟信号，所以需要的IO口较多。

UART通信

接线非常简单，且双方对等，谁都可以随时发送信息。
缺点：容易接错，且难实现多个设备同时通信。而且功耗较大，所以很多传感器上不配备。
波特率：每个位对应时间长度的倒数
uart通信有起始位，数据位，校验位，停止位，所以每个字节需要10个bit，所以波特率为115200时，每秒可以传输11520个字节。

电平标准

usb标准：看D+和D-的电平差，差大是1，小是0
TTL电平：0v是低电平，5/3.3v是高电平
RS232电平：-3v-15v是低电平，3v15v是高电平

Arduino的uart

ttl电平5v
1为tx
0为rx
内部已通过ch340g串口转usb，与usb相连，arduino用uart串口发送信息时，会通过ch340g转换为usb信号，所以可以通过usb接收信息。
函数：

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Serial.begin(baudrate)：设置波特率
Serianl.print(content,选项)：发送信息,可以是数字，字符串，数组，对象，选项可以是DEC，BIN，OCT，HEX，BYTE，WORD，FLOAT，STRING，可以指定发送的进制，或者发送字符串。
Serial.println(content,选项)：发送信息，与print不同的是，会在最后加上换行符。
Serial.available()：返回接收缓冲区中的字节数
Serial.readBytes(char类型数组名，最大读取长度)
Serial.write(char类型数组名，写入长度)：总共能发送数据长度个字节。按照数组中每个原始值诸葛发送，可以借助这个功能，对struct结构体中相关数据作为一个整体，将结构体指针强制转型为byte*类型，后面数据长度用sizeof(struct),这样就可以将结构体作为一个整体发送。

Arduino的uart工具

  • 串口绘图仪：可以发送数据时利用数据名：数据的格式，将以时间为横轴，数值为纵轴，根据格式中构成的变量数量，以不同颜色的线段，随时间变化的情况进行绘图。
  • BYSerial
    串口不能同时被多个程序打开。

    网络

    基本概念：
  • TCP/IP协议：定义了设备如何连接如互联网
  • TCP：信息必须齐全的网络通信的基础
  • UDP：信息可以缺少或者需要广播的网络通信的基础
  • IP：计算机之间用于识别身份的临时位置编号
  • ICMP：网络控制信号协议
  • DHCP：动态分配ip地址协议
  • 一个能连接互联网的网课出厂自带的编号。

    ipv4

    ipv4定义了32位二进制地址
    同时，ipv4定义了一些只会用于内部网络的地址编号，称为私网ip段，剩下的都是用于全球公网ip。
    例如

10.0.0.0-10.255.255.255
172.16.0.0-172.31.255.255
192.168.0.0-192.168.255.255

ipv6

ipv6定义了128位二进制地址

子网掩码

子网掩码用于判断ip地址的前几位是网络号，后几位是主机号。
32个二进制位表示ip地址截止到哪里，只要相同就认为在同一个子网内，可以直接通信无需交给网关做转发。要求必须1卡头，连续多个1，剩下的是0。255.255.255.0对于这个设备，前面三个点分十进制数相同，那就认为是在同一个网络下，因此会直接连接而不会寻求网关。

tcp协议

传输控制协议，是面向连接的，可靠的，基于字节流的传输层通信协议，一个tcp连接需要有：

  1. 在一个网络色悲伤，特定的网络端口如8080（最好大于1023）上开创一个tcp server，这个过程叫做绑定端口，并开始监听端口。
  2. 得到该网络设备的ip地址，因此需要体现获得server的ipv4地址，以及开启tcp监听端口。

    udp协议

    无连接的传输协议，成为用户数据报协议
    udp提供了一个无需链接就能发送封装的ip数据包的方法，建立一套tcp连接需要有：
  3. 在一个网络设备上，特定的网络端口如8080（最好大于1023）上开创一个udp socket
  4. 设定好目的地IP地址和端口便可以随心所欲发送数据
  5. 目的地ip地址对应网络设备B，如果尝试在自己9090端口上开创一个udp socket，且A正好在发送信息，那么此时就能受到A发送的信息。

wifi连接

station终端

新建station

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import network
wlan - network.WLAN(network.STA.IF)# create station
wlan.active(True)
wlan.scan() #scan for acess points(AP)
wlan.isconnected() #check if the station is connected to an AP

wlan.connect('ssid', 'key') #connect to an AP
wlan.config('mac') #get the interface's MAC address
wlan.ifconfig() #get the interface's IP/netmask/gw/DNS addresses

新建AP

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import network
ap = network.WLAN(network.AP_IF) # create acess point interface
ap.config(ssid='ESP-AP') #set the SSID of the access point
ap.config(max_clients=10) #set how many clients can connect to the access point
ap.active(True)

tcp通讯：

  1. 连接wifi
  2. 获取本地ip
  3. 创建tcp
  4. 绑定本地ip和端口
  5. 设定最大连接数
  6. 配置tcp选项
  7. 用户进入获取用户组
  8. 读取用户信息，
  9. 发送接收到的数据给发送者

udp通讯：server

  1. 创建socket对象要设置udp模式

udp通信：client

  1. 判断wifi连接
  2. 发送使用sendto函数
技术 电赛

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