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接口,总线,驱动相关技术文章UART接口的基础知识详解

UART俗称串口,是Universal Asynchronous Receiver/Transmitter(通用异步收发器)缩写。是常用的芯片与PC间,芯片间低速通信接口。UART是一种定义在数据链路层的通信协议,比较容易会和定义在物理层的RS232等电气协议混淆。这俩协议之间实际上并无包含关系,只是通常使用的串口是指满足UART通信协议且物理连接满足RS232电气特性的一种通讯方式。

如表1所示,UART通信协议显著特点就是无需时钟信号,仅需两根线即可完成全双工通信(此处不讨论带流控的4线情形)。

表1 UART接口信号

【UART帧结构】

图1 UART数据格式

图1为UART帧结构,UART帧由1bit起始位,5~9比特数据位,0~1bit奇偶校验位,1~2比特停止位组成。无数据帧发送时,总线空闲时发送空闲位。各域详细描述如下:

空闲位:多bit高电平,表征总线处于空闲状态。

起始位:1bit低电平,表征总线开始传输。在空闲状态时,侦测到1bit低电平则认为帧起始位。

数据位:5~8bit数据。数据按照LSB(低比特宣传)的方式发送。由于ASCII码位宽为8bit,因此通常数据位设置为8比特。

检验位:根据可配置可分为五种模式。

表2 UART Parity模式

停止位:帧结束标识。位宽可配置为1bit,1.5bit,2bit 3种情形。

波特率:数据传输速率使用波特率表示,单位bps(bits per second)。可配置选择有8种标准波特率,分别为1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600,115200。比特宽度=(1/波特率)。如9600bps,比特宽度为1/9600≈104.17us。

由于UART传输机制中仅定义了数据帧,没有定义控制帧,因此上述描述中提到的可配置部分,通信双方需要提前配置一致方可进行通信。

【UART传输实例】

图2为UART接口传输Hi字符实例。UART在传递字符时,采用字符的ASCII作为编码方式。’H’字符ASCII码为0x48,’i’字符ASCII码为0x69

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