UART 协议以及概念

1 基本概念

•通用异步收发传输器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常称作UART。发送数据时，CPU将并行数据写入UART，UART按照一定的格式在一根电线上串行发出；接收数据时，UART检测另一根电线上的信号，串行收集然后放在缓冲区中，CPU即可读取UART获得这些数据。UART之间以全双工方式传输数据，最精确的连线方法只有3根电线：TxD用于发送数据，RxD用于接收数据，Gnd用于给双发提供参考电平，连线如下：

UART使用标准的TTL/CMOS逻辑电平（0~5v、0~3.3v、0~2.5v或0~1.8v）来表示数据，高电平表示1，低电平表示0。为了增强数据的抗干扰能力、提高传输长度，通常将TTL/CMOD逻辑电平

转换为RS-232逻辑电平，3~12v表示0，-3~-12v表示。

•TxD、RxD数据线以位为最小单位传输数据，而帧由具有完整意义的、不可分割的若干位组成，它包含开始位、数据位、校验位（需要的话）和停止位。发送数据之前，UART之间要约定好数据的传输速率（即每位所占据的时间，其倒数称为波特率）、数据的传输格式（即有多少个数据位、是否使用校验位、是奇校验还是偶校验、有多少个停止位）。

•数据传输流程如下：

•（1）平时数据线处于空闲状态（1状态）

•（2）当要发送数据时，UART改变TxD数据线的状态（变为0状态）并维持1位的时间，这样接收方检测到开始位后，在等待1.5位的时间就开始一位一位地检测数据线的状态得到所传输的数据。

•（3）UART一帧中可以有5、6、7或8位的数据，发送方一位一位地改变数据线的状态将他们发送出去，首先发送最低位。

•（4）如果使用校验功能，UART在发送完数据后，还要发送1位校验位。有两种校验方法：奇校验、偶校验——数据位连同校验位中，1的数据等于奇数或偶数。

•（5）最后，发送停止位，数据线恢复到空闲状态（1状态）。停止位的长度有3种：1位、1.5位、2位。

2 数据通信报文

概念：
    起始位：先发出一个逻辑”0”信号，表示传输字符的开始。
    数据位：可以是5~8位逻辑”0”或”1”。如ASCII码（7位），扩展BCD码（8位）。
    校验位：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)。
    停止位：它是一个字符数据的结束标志。可以是1位、1.5位、2位的高电平。
    空闲位：处于逻辑“1”状态，表示当前线路上没有资料传送。
    传输方向：即数据是从高位(MSB)开始传输还是从低位(LSB)开始传输。

帧间隔: 即传送数据的帧与帧之间的间隔大小，可以以位为计量也可以用时间(知道波特率那么位数和时间可以换算)。比如传送”A”完后，这为一帧数据，再传”B”，那么A与B之间的间隔即为帧间隔。

波特率：波特率可以认为是比特率，即每秒传输的位数(bit)。一般选波特率都会有9600,19200,115200等选项。

3 三大串行总线：uart、spi、iic比较

•三大串行总线：uart、spi、iic

•同步：spi

•异步：iic，uart

•同步和异步区别：采集数据是否用的是时钟的沿，如果是时钟沿采数据，同步传输，如果电平采集数据是异步

•串口接受数据其实就是一个串转并的过程.

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