UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) 是一種通信接口協(xié)議,用于實現(xiàn)串口通信。它是一種簡單的、可靠的、廣泛應(yīng)用的串口通信協(xié)議。它是由美國電子工業(yè)協(xié)會(Electronic Industries Association)定義的,用于計算機(jī)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸。UART通信速率較慢,最高波特率為115200bps,但是功耗低,成本低,廣泛應(yīng)用于嵌入式領(lǐng)域。
在UART串口通信協(xié)議中,數(shù)據(jù)以字節(jié)的形式進(jìn)行傳輸。發(fā)送和接收端的通信流程如下:
1、通信波特率設(shè)置:發(fā)送端和接收端需要設(shè)置相同的波特率(通信速率),以確保數(shù)據(jù)的傳輸和接收能夠同步。
2、數(shù)據(jù)幀:每個數(shù)據(jù)傳輸由一個數(shù)據(jù)幀組成。數(shù)據(jù)幀一般包括起始位、數(shù)據(jù)位、可選的校驗位和停止位。
起始位:起始位標(biāo)識一個數(shù)據(jù)幀的開始,通常為邏輯低電平。
數(shù)據(jù)位:數(shù)據(jù)位用于傳輸實際的數(shù)據(jù),可以是8位、7位等不同的位數(shù)。
校驗位(可選):校驗位用于檢測和糾正數(shù)據(jù)傳輸過程中的錯誤,常見的校驗位有奇偶校驗位和循環(huán)冗余校驗位(CRC)。
停止位:停止位標(biāo)識一個數(shù)據(jù)幀的結(jié)束,通常為邏輯高電平。
3、數(shù)據(jù)傳輸過程:發(fā)送端將數(shù)據(jù)按照數(shù)據(jù)幀的格式發(fā)送到串口,接收端接收到數(shù)據(jù)后按照相同的數(shù)據(jù)幀格式進(jìn)行解析和處理。
發(fā)送過程:發(fā)送端將數(shù)據(jù)按照波特率轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號,通過串口發(fā)送出去。
接收過程:接收端通過串口接收到數(shù)據(jù)后,按照波特率將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù),并根據(jù)數(shù)據(jù)幀的格式進(jìn)行解析。
UART串口通信協(xié)議的實現(xiàn)需要對通信波特率、數(shù)據(jù)位、校驗位和停止位等參數(shù)進(jìn)行設(shè)置,并遵循一定的數(shù)據(jù)傳輸格式。根據(jù)應(yīng)用需求可以自定義傳輸協(xié)議。
UART串口的特點(diǎn):
1. 異步通信:數(shù)據(jù)的傳輸和接收可以是異步的,即發(fā)送和接收的時鐘信號可以是獨(dú)立的。
2. 通信速率靈活可調(diào):UART串口支持多種不同的通信速率,通常稱為波特率。常見的波特率有9600、115200等。
3. 可靠性高:UART串口對電壓的響應(yīng)速度較快,可以實現(xiàn)高速通信。
4. 通信距離較短:UART串口通信距離一般較短,通常在幾米到幾十米之間。
5. 數(shù)據(jù)格式靈活:UART串口可以設(shè)置不同的數(shù)據(jù)位數(shù)、校驗位和停止位,以適應(yīng)不同的應(yīng)用場景。
UART串口通信常用于微控制器與外設(shè)的通信,例如與傳感器、顯示屏、鍵盤等進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。
審核編輯 黃宇
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