串口时钟同步

串口时钟同步是一个比较专业的话题，首先要了解串口的工作原理和数据帧格式，在这里我主要介绍下两种常见的串口时钟同步协议，分别是I2C和SPI。I2C是一种异步串行通信协议，它允许通过串行接口实现对接收数据进行同步操作。I2C协议使用同步/异步时钟对数据进行读写操作，它的数据源是时钟信号，每次读写时间都不一样，故通信速率低。
SPI是一种同步/异步串行通信协议，它使用时钟信号和数据信号完成对数据的收发。SPI协议的同步/异步时钟信号为一个时钟信号，与传输数据包同步，即在发送数据时将传输包中的主时钟信号也一同发送出去，接收端也将接收到的主时钟信号同步到该主时钟信号上。

SPI协议使用一个上升沿来确定发送和接收信号之间的时间差，即从发送和接收信号之间时间间隔为1个脉冲。

1、主时钟

主时钟也就是收发双方都要使用的时钟信号，即每一个数据包中包含两个主时钟，分别为发送端的主时钟和接收端的主时钟。当一方发送数据时，另一方接收到该信号后，便会将这两个主时钟信号发送到各自的接收端。当然，这里我们需要注意一下，如果收发双方使用的都是I2C协议，则只有当发送端和接收端都在等待对方的主时钟信号时才会实现同步。
注意：I2C协议是一种异步通信协议，发送和接收必须使用两个时钟信号，同时数据的传输速率较低。而 SPI协议是一种同步通信协议，在收发双方均没有时钟信号时可以使用一个上升沿来确定数据传输速率和发送和接收时间间隔。

2、接收时钟

接收时钟是指从串口接收到的数据帧中所包含的时钟信号。在串口通信中，接收时钟为数据接收端与发送端之间传输的时钟信号。在实践中，通常要求接收端具有与发送端相同的时钟，使接收端能够以相同的频率进行通信，并能与发送端同步。
对于I2C协议，在其帧中通常包含一个主时钟信号（或一个异步时钟）。如果主时钟信号为0V，则表示没有发送数据；如果主时钟信号为高电平，则表示已经完成了同步操作。

3、同步时钟

同步时钟是指一个时钟源发出的信号，被接收机接收后与发送的信号同步的时钟。
时钟源可以是分立器件或集成电路芯片，也可以是计算机中的 PC机（微机），但要求提供频率稳定、高精度、低噪声的时钟信号。
同步时钟具有两个特点：
（1）能够完成整个通信链路中的各个点间同步工作。当整个通信链路中断时，仍能保证数据包的正确接收。
（2）不同于异步时钟，它可以保证数据传输过程中具有高稳定性。特别是在数据传输速率较低时，可使数据传输可靠性得到保证。
同步时钟多用于高速数据通信系统，如单片机和 PC机之间的数据传输、通信电台和电子仪器仪表之间的数据传输等。

4、参考时钟

参考时钟是指在两个以上的时钟中，其中一个为参考时钟时，另一个也为参考时钟。这样可以更好地同步系统时钟，并且能同时满足同步数据的要求。

参考时钟的使用在许多场合是非常必要的，因为不同的参考时钟可能有不同的性能，而由不同参考时钟组成的系统很可能有相同的性能。