嵌入式中通讯帧为什么总是用0xAA、0x55做帧头？

很多设备的串口通信帧的帧头不是0xAA就是0x55，甚至两个都有，偶尔也会看到0x5A、0xA5。我一开始还以为是约定俗成的暗号，闲来没事查了资料才知道，这居然是有科学依据的，而且是行业内总结出来的最优解，这样设计的帧头优点是：好识别、不容易出错。

要理解为什么只需要把0xAA和0x55在两个十六进制数字转成二进制，答案就一目了然了：

0xAA = 10101010（交替的10）

0x55 = 01010101（交替的01）

这两个数字它们的二进制序列都是0和1交替出现的，就像一把整齐的梳子，这样做最主要有两方面优点:

1、01交替的比特流在通讯线上产生的是稳定的方波，在示波器上观察时，呈现的是特别规律的方波，和杂乱的普通数据一眼就能区分开，这样的信号非常易于在调试时进行时钟同步。

2、错误检测效果好，相比于0xFF（二进制是11111111）和0x00（二进制00000000），01交替的形式下任一位翻转都会破坏规律。

我认为除此之外还有一个优势，就是不容易误判。我查资料了解到，随机数据流里，连续出现10101010、01010101的概率特别低，比起00、FF这类组合，能大大减少把普通数据误当帧头的情况。

至于0x5A和0xA5，它们的原理和0xAA、0x55是一样的，依旧保持交替只是减少了字节，以适配不同的通信场景，相当于帧头里的“备用款”。

其实还有一些历史惯性原因，算是个“祖传习惯”——早在40多年前，电脑启动时，BIOS会检查硬盘扇区末尾的0x55、0xAA，确认有系统才会启动，这个组合就沿用至今。