通用異步收發(fā)器UART的工作原理及協(xié)議格式

通用異步收發(fā)器（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter），通常稱(chēng)作UART，是一種串行、異步、全雙工的通信協(xié)議，在嵌入式領(lǐng)域應(yīng)用的非常廣泛。

UART作為異步串行通信協(xié)議的一種，工作原理是將傳輸數(shù)據(jù)的每個(gè)二進(jìn)制位一位接一位地傳輸。在UART通信協(xié)議中信號(hào)線上的狀態(tài)為高電平時(shí)代表‘1’，信號(hào)線上的狀態(tài)為低電平時(shí)代表‘0’。比如使用UART通信協(xié)議進(jìn)行一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的傳輸時(shí)就是在信號(hào)線上產(chǎn)生八個(gè)高低電平的組合。但實(shí)際上UART通信協(xié)議在進(jìn)行一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)傳輸時(shí)除了最基本的數(shù)據(jù)位之外還有許多其他的信息需要表示，具體的協(xié)議格式如下：

空閑位：

UART協(xié)議規(guī)定，當(dāng)總線處于空閑狀態(tài)時(shí)信號(hào)線的狀態(tài)為‘1’即高電平。

起始位：

每開(kāi)始一次通信時(shí)發(fā)送方先發(fā)出一個(gè)邏輯”0”的信號(hào)（低電平），表示傳輸字符的開(kāi)始。因?yàn)榭偩€空閑時(shí)為高電平所以開(kāi)始一次通信時(shí)先發(fā)送一個(gè)明顯區(qū)別于空閑狀態(tài)的信號(hào)即低電平。

數(shù)據(jù)位：

起始位之后就是我們所要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，數(shù)據(jù)位可以是5、6、7、8位等，構(gòu)成一個(gè)字符。先發(fā)送最低位，最后發(fā)送最高位，使用低電平表示‘0’高電平表示‘1’完成數(shù)據(jù)位的傳輸。

奇偶校驗(yàn)位：

數(shù)據(jù)位加上這一位后，使得“1”的位數(shù)應(yīng)為偶數(shù)（偶校驗(yàn)）或奇數(shù)（奇校驗(yàn)），以此來(lái)校驗(yàn)數(shù)據(jù)傳送的正確性。

停止位：

它是一個(gè)字符數(shù)據(jù)的結(jié)束標(biāo)志。可以是1位、1.5位、2位的高電平。 由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其自己的時(shí)鐘，很可能在通信中兩臺(tái)設(shè)備之間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停止位不僅僅是表示傳輸?shù)慕Y(jié)束，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘的機(jī)會(huì)。停止位個(gè)數(shù)越多，數(shù)據(jù)傳輸越穩(wěn)定，但是數(shù)據(jù)傳輸速度也越慢。

比特率：

在UART中使用波特率來(lái)表示數(shù)據(jù)的傳輸速度。比特率是表示每秒鐘傳送的二進(jìn)制位的個(gè)數(shù)。

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