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UART串口通信协议概述

2023-05-16

1.UART协议介绍

UART是一种通用串行数据总线，用于异步通信。UART能实现双向通信，在嵌入式设计中，常用于主机与辅助设备通信。UART包括RS232、RS449、RS423等接口标准规范和总线标准规范，即UART是异步串行通信口的总称。而RS232等式对应各种异步串行通信口的接口标准和总线标准，它们规定了通信口的电气特性、传输速率、连接特性和接口的机械特性等内容，实际上是属于通信网络中的物理层（最底层）的概念，与通信协议并没有关系。

UART传输中，相关名词解释如下：

(1)波特率：每秒钟发送的符号数

(2)起始位：先发出一个逻辑0的信号，表示传输数据的开始

(3)数据位：衡量通信中实际数据位的参数。标准的数据位可以是5、7、8位，从最低位开始传输

(4)奇偶校验位：UART发送时，检查发送数据中1的个数，自动在奇偶校验位上添上1或0，用于发送数据的校验

数据位加上这一位后，使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验)，以此来校验数据传送的正确性。就比如传输“A”(01000001)为例： 
当为奇数校验：”A”字符的8个bit位中有两个1,那么奇偶校验位为1才能满足1的个数为奇数(奇校验)；
当为偶数校验：”A”字符的8个bit位中有两个1,那么奇偶校验位为0才能满足1的个数为偶数(偶校验)；

(5)停止位：数据结束的标志，可以是1位、1.5位、2位的高电平

(6)空闲位：处于逻辑1的状态，表示当前线路上无数据传输

发送数据过程：空闲状态，线路处于高电平，当收到发送数据指令后，拉低电平一个数据位的时间，接着数据按低位到高位依次发送，数据位发送完毕，接着发送奇偶校验位和停止位，停止位为高电平，一帧数据发送结束；

接收数据过程：空闲状态，线路处于高电平，当检测到线路的下降沿，说明线路有数据传输，按照约定的波特率从低位到高位接收数据，数据接收完毕后接着接收奇偶校验位并比较，看奇偶校验位是否正确，如果正确则通知接收端设备准备接收数据；

由于UART是异步传输，没有同步传输时钟，为了保证传输数据的正确性，UART采用16倍波特率的时钟进行采样，每个数据有16个时钟采样，取中间的采样值，以保证不会滑码或误码；

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UART

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