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UART通(tōng)信

在UART通(tōng)信中，兩個(gè)UART直×↕ ₩接相(xiàng)互通(tōng)信。 發送UART将控制(zhì)設¶  ↓備（如(rú)CPU）的(de)并行(xíng)數(shù)$✘¶π據轉換為(wèi)串行(xíng)形式，以串行(xíng)方式将其發送到(d≤®♥∞ào)接收UART。隻需要(yào)兩條線即可(kě)在兩個(gè)U→πφART之間(jiān)傳輸數(shù)據，數(shù)據從(cóng£≠ )發送UART的(de)Tx引腳流到(dào)接收UARδ∏✘T的(de)Rx引腳：

UART屬于異步通(tōng)訊，這(zhè•↕✔)意味著(zhe)沒有(yǒu)時(shí)鐘(zhōng)信号，取而代之的(de)是(s♠×↕hì)在數(shù)據包中添加開(kāi×♦♦™)始和(hé)停止位。這(zhè)些(xiē)位定義了(le)數(shù)據包的(de)開(kā¶→λ★i)始和(hé)結束，因此接收UART知←φ¶¶(zhī)道(dào)何時(shí)讀(dú)取這(zhè)些(xiē)數(§∏★→shù)據。 

當接收UART檢測到(dào)起始位時(shí)，它将以特定波特率的(de)頻(pín)率讀(d‌↔↓ ú)取。波特率是(shì)數(shù)據傳輸速度的(de)度量，以每秒(miǎo§±ε)比特數(shù)（bps）表示。兩個(gè)UART必須以大(dà)約相(xiàng)同的( ¶↓de)波特率工(gōng)作(zuò)，發送和(hé)接收UART之間(jiān)的(de​  )波特率隻能(néng)相(xiàng)差約10％。

工(gōng)作(zuò)原理(lǐ)

發送UART從(cóng)數(shù)據總α 線獲取并行(xíng)數(shù)據後，它會(huì)添加∞×☆σ一(yī)個(gè)起始位，一(yī)個(gè)奇偶校( ↑ ≤xiào)驗位和(hé)一(yī)個(gè)停止位來(lái)∞✔組成數(shù)據包并從(cóng)Tx引腳上(shà☆↕♠÷ng)逐位串行(xíng)輸出，接收UAR•↑T在其Rx引腳上(shàng)逐位讀(dú)取數(shù)據包。≈× 

UART數(shù)據包含有(yǒu)1個(gè)起始位，5至9個(gè)數>£↑∏(shù)據位（取決于UART），一(yī)個(gè)可(kě)選的(de)奇偶校(xiào)驗位©  ♣以及1個(gè)或2個(gè)停止位：

起始位

UART數(shù)據傳輸線通(tōng)常在不(bù)傳輸數(shù)據時(shí)保持©↕→ 在高(gāo)電(diàn)壓電(diàn)平。開(k& āi)始傳輸時(shí)發送UART在一(yī)個(gè)時(shí)鐘(zhōng)周期​‍‍內(nèi)将傳輸線從(cóng)高(gāo)電(diàn)平≈δ±∏拉低(dī)到(dào)低(dī)電(diàn)平，當接收UART檢測到β☆‌(dào)高(gāo)電(diàn)壓到(dào)低(σ÷β≈dī)電(diàn)壓轉換時(shí)，它‍ε€開(kāi)始以波特率的(de)頻(pín)率讀(dú)取數(shù)據幀中的(de) ♣≤♠位。

數(shù)據幀

數(shù)據幀內(nèi)包含正在傳輸的(de)實際數(shù)據。如(rú)果使用(yònβ∑g)奇偶校(xiào)驗位，則可(kě)以是(shì)5位，最多(duō)8位。如β ∏(rú)果不(bù)使用(yòng)奇偶校≤£(xiào)驗位，則數(shù)據幀的(de)長(cháng)度可(kě)以為(wèi♦‍)9位。 

校(xiào)驗位

奇偶校(xiào)驗位是(shì)接收UART判斷傳輸期間(jiān←↑♦)是(shì)否有(yǒu)任何數(shù)據更改的(de)方式。接收&→UART讀(dú)取數(shù)據幀後，它将對(duì)值為(wèi)1"→∑的(de)位數(shù)進行(xíng)計(jì)數♥∞₽™(shù)，并檢查總數(shù)是(shì‌÷∑♣)偶數(shù)還(hái)是(shì)奇數(shù)<∞ ↕，是(shì)否與數(shù)據相(xiàng)匹配​¶£。

停止位

為(wèi)了(le)向數(shù)據包₽©↓的(de)結尾發出信号，發送UART将數(shα♣ù)據傳輸線從(cóng)低(dī)電(diàn£×Ω¶)壓驅動到(dào)高(gāo)電(diàn)壓至少(shǎo)持續"§"兩位時(shí)間(jiān)。

傳輸步驟

1.發送UART從(cóng)數(shù)'€λφ據總線并行(xíng)接收數(shù)據： >∏;

2.發送UART将起始位，奇偶校(xiào)驗位和(hé)停止位添加到(dào)數(s≠↑★hù)據幀：

3.整個(gè)數(shù)據包從(cóng)發送UART ‌π串行(xíng)發送到(dào)接收UART。接收εφUART以預先配置的(de)波特率對(duγ® ↑ì)數(shù)據線進行(xíng)采樣：

4.接收UART丢棄數(shù)據幀中的(de)起始位，奇偶校(xiào)驗位和(h±<$é)停止位：

5.接收UART将串行(xíng)數(shù)據↓™ 轉換回并行(xíng)數(shù)據，并将其÷↕Ω傳輸到(dào)接收端的(de)數(shù)據總線：

優劣

沒有(yǒu)任何通(tōng)信協議(yì)是(shì)完美(měi)的(de)，π♣‍但(dàn)是(shì)UART非常擅長(cháng)于其工(gōng)作(zuò)。∑♣ε€以下(xià)是(shì)一(yī)些(xiē)利弊，可(kě)幫助您确£↓¶←定它們是(shì)否适合您的(de)項目需求：

優點

• 僅使用(yòng)兩根電(diàn)線

• 無需時(shí)鐘(zhōng)信号

• 具有(yǒu)奇偶校(xiào)驗位ε↓↕以允許進行(xíng)錯(cuò)誤檢查

• 隻要(yào)雙方都(dōu)設置好(h£₹ǎo)數(shù)據包的(de)結構 ↕×

• 有(yǒu)據可(kě)查并得(de)到(dào)廣泛使用(yòng)的(de)方法 ‍↑™δ

缺點

• 數(shù)據幀的(de)大(dà)小(x Ωiǎo)最大(dà)為(wèi)9位

• 不(bù)支持多(duō)個(gè)從(cóng)屬系統或多ε↓δ®(duō)個(gè)主系統

• 每個(gè)UART的(de)波特率必$←須在彼此的(de)10％之內(nèi)

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