UART协议详解

UART简介
通用异步收发传输器(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter),通常称作UART。UART通信在工作中相当常见,项目中需要生成uart信号,在博客中记录下。uart是异步通信,因为它只有一根线就可以数据的通信。不像SPI,I2C等同步传输信号。所以串口的传输速度和其它协议的速度相比是比较慢的。下面具体讲解一些uart协议以及是如何通信的。

图-1

图-2

上图是uart协议传输一个”A”字符通过示波器的uart解码而得到的波形示意图。根据此图来介绍一下uart的一些基本参数。

波特率:此参数容易和比特率混淆,其实他们是由区别的。具体可以百度更清楚。但是我认为uart中的波特率就可以认为是比特率,即每秒传输的位数(bit)。一般选波特率都会有9600,19200,115200等选项。其实意思就是每秒传输这么多个比特位数(bit)。

起始位:先发出一个逻辑”0”的信号,表示传输数据的开始。

数据位:可以选择的值有5,6,7,8这四个值,可以传输这么多个值为0或者1的bit位。这个参数最好为8,因为如果此值为其他的值时当你传输的是ASCII值时一般解析肯定会出问题。理由很简单,一个ASCII字符值为8位,如果一帧的数据位为7,那么还有一位就是不确定的值,这样就会出错。

校验位:数据位加上这一位后,使得“1”的位数应为偶数(偶校验)或奇数(奇校验),以此来校验数据传送的正确性。就比如传输“A”(01000001)为例。

1、当为奇数校验:”A”字符的8个bit位中有两个1,那么奇偶校验位为1才能满足1的个数为奇数(奇校验)。图-1的波形就是这种情况。
2、当为偶数校验:”A”字符的8个bit位中有两个1,那么奇偶校验位为0才能满足1的个数为偶数(偶校验)。

此位还可以去除,即不需要奇偶校验位。

停止位:它是一帧数据的结束标志。可以是1bit、1.5bit、2bit的空闲电平。可能大家会觉得很奇怪,怎么会有1.5位~没错,确实有的。所以我在生产此uart信号时用两个波形点来表示一个bit。这个可以不必深究。。。

空闲位:没有数据传输时线路上的电平状态。为逻辑1。

传输方向:即数据是从高位(MSB)开始传输还是从低位(LSB)开始传输。比如传输“A”如果是MSB那么就是01000001(如图-2),如果是LSB那么就是10000010(如下图的图-4)

uart传输数据的顺序就是:刚开始传输一个起始位,接着传输数据位,接着传输校验位(可不需要此位),最后传输停止位。这样一帧的数据就传输完了。接下来接着像这样一直传送。在这里还要说一个参数。

帧间隔:即传送数据的帧与帧之间的间隔大小,可以以位为计量也可以用时间(知道波特率那么位数和时间可以换算)。比如传送”A”完后,这为一帧数据,再传”B”,那么A与B之间的间隔即为帧间隔。

图-3

图-4

上两图和下两图传送的数据和波特率都是一样的,但是有几个参数是故意设置反了从而形成对比。有助于更深入的理解UART。

本文转载自: https://blog.csdn.net/gq1900/article/details/51885259