“UART”

串口通信 UART

异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)，通常称作UART，是一种异步收发传输器。

首先先来介绍以下同步和异步通信，同步是指，发送方发出数据后，等接收方发回响应以后才发下一个数据包的通讯方式；异步是指，发送方发出数据后，不等接收方发回响应，接着发送下个数据包的通讯方式。换句话说，同步通信是阻塞方式，异步通信是非阻塞方式。在常见通信总线协议中，I2C，SPI属于同步通信而UART属于异步通信。同步通信的通信双方必须先建立同步，即双方的时钟要调整到同一个频率，收发双方不停地发送和接收连续的同步比特流。异步通信在发送字符时，发送端可以在任意时刻开始发送字符，所以，在UART通信中，数据起始位和停止位是必不可少的。

硬件层 常用RS-232标准，这里不详细解释，主要是对应设备的Tx线和Rx线要对应正确。

协议层 协议层中，规定了数据包的内容，它由起始位、主体数据、校验位以及停止位组成，通信双方的数据包格式要约定一致才能正常收发数据 。

波特率: 异步通信中由于没有时钟信号，所以2个通信设备需约定好波特率，常见的有4800、9600、115200等。

通信的起始和停止信号: 串口通信的一个数据包从起始信号开始，知道停止信号结束。数据包的起始信号由一个逻辑0的数据位表示，而数据包的停止信号可由0.5、1、1.5或2个逻辑1的数据位表示，只要双方约定一致即可。

有效数据: 在数据包的起始位之后紧接着的就是要传输的主体数据内容，也称为有效数据，有效数据的长度常被约定为8位或9位长。

数据校验: 在有效数据之后，有一个可选的数据校验位。由于数据通信相对容易受到外部干扰导致传输数据出现偏差，可以在传输过程加上校验位来解决这个问题。校验方法有奇校验(odd)、偶校验(even)、0校验(space)、1校验(mark)以及无校验(noparity)。

奇校验要求有效数据和校验位中"1"的个数为奇数，比如一个 8 位长的有效数据为: 01101001，此时总共有 4 个"1”，为达到奇校验效果，校验位为"1”，最后传输的数据将是 8 位的有效数据加上 1 位的校验位总共 9 位。偶校验与奇校验要求刚好相反，要求帧数据和校验位中"1"的个数为偶数，比如数据帧: 11001010，此时数据帧"1"的个数为 4 个，所以偶校验位为"0”。0 校验是不管有效数据中的内容是什么，校验位总为"0”，1 校验是校验位总为"1”。

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